הפטרייה הנעלמה

רשתות מסועפות של פטריות מנהלות מתחת לאדמה כלכלת פחמן המחברת בין עצים ממינים שונים

עמוק באדמת היער מסתתר עולם רוחש פעילות וכמוס, שטפח ממנו נחשף באחרונה במחקר של מדעני מכון ויצמן למדע. ד”ר תמיר קליין מהמחלקה למדעי הצמח והסביבה ותלמיד המחקר שלו, עידו רוג, חשפו רשתות תת-קרקעיות מסועפות של פטריות, המחברות בין מערכות השורשים של עצים ממינים שונים, ומאפשרות חילופי מינרלים, חומרי הזנה ומים; בתמורה, נהנות הפטריות מאספקת פחמן שמקורו בעצים. קשרים סימביוטיים בין עצים לפטריות מוכרים אמנם זה עשרות בשנים, אך זו הפעם הראשונה שבה תועד בתנאי יער שיתוף פעולה שכזה בין עצים בוגרים ממינים שונים. הממצאים מוסיפים ממד חדש לתמונת המערכת האקולוגית המוכרת, ומבשרים על שינוי תפיסתי בשאלה מי שולט בכלכלת הפחמן ביערות.

המחקר התת-קרקעי התחיל בכלל מנקודת מוצא גבוהה בהרבה: מעל לצמרות העצים. במסגרת מחקר בתר-דוקטוריאלי בשווייץ, הפעיל ד”ר קליין מערכת סימון איזוטופית שהותקנה בעזרת מנוף בנייה על עצים בוגרים ממינים שונים, ובהם אשוחית, אורן, אשור וארזית. בניגוד לציפיות, התגלה כי העצים מעבירים ביניהם פחמן. אבל משהו במספרים לא הסתדר – כמות איזוטופ הפחמן שנאגרה בעצים הייתה גדולה מכדי שאפשר יהיה להסבירה רק באמצעות התוצאות שהתקבלו מהמדידות של פליטות הפחמן וקיבועו מעל צמרות העצים.

כדי לפתור את חידת מעבר הפחמן, הפך רוג כל אבן וחפר באדמת היער במטרה לאתר את השורשים הדקים ולהתחקות אחר מסלוליהם בקרקע עד העצים שמהם הם צומחים. בהמשך הוא ניתח באמצעות שיטות ריצוף גנטיות יותר מ-1,000 קצות שורשים של 12 עצים מארבעה מינים: אשוחית, אורן, ארזית ואשור. בעזרת אמצעים אלה הוא הצליח לזהות כמה מינים של פטריות אקטומיקוריזיות, השותפים בהעברת הפחמן. “מבין הפטריות שדגמנו, זיהינו לפחות שמונה מינים שונים שאינם ספציפיים לעץ זה או אחר והיו משותפים לארבעת מיני העצים שניתחנו, אשר 90 אחוז מהם היו קשורים לפחות לשני מינים של עצים מארחים”, אומר רוג. “מצאנו גם כי בעצים בעלי קִרבה בוטנית רבה יותר, כמו אשוחית ואורן, הרכב הפטריות הקשורות לקצות השורשים היה דומה יותר, והן העבירו בין עצים אלה יותר פחמן מאשר בין מיני עצים קרובים פחות מבחינה בוטנית, כמו אשוחית ואשור. עם זאת, תחלופת פחמן במינון כזה או אחר התקיימה בין כל מיני העצים”.

מנקודת מבט אבולוציונית, הציפייה היא לראות שיתוף פעולה רק בין עצים מאותו המין, שכן בכך הם מבטיחים לעצמם יתרון תחרותי על-פני מינים אחרים; זאת כמובן בהנחה שניהול משאבי היער אכן מצוי בשליטת העצים. “באופן המנוגד לאינטואיציה, הראינו כי מינים שונים של עצים חולקים את עושרם זה עם זה – וייתכן שכלכלה שיתופית זו מתאפשרת הודות לקיומה של יד נעלמה כלשהי”, אומר ד”ר קליין. המדענים סבורים כי ייתכן בהחלט שהפטריות הן אלה שמנהלות את ההצגה וקובעות את חלוקת המשאבים בין העצים בהתאם לצורכיהן הספציפיים. “פטריות צריכות להבטיח את מקורות הפחמן שלהן; לפיכך, יש להן אינטרס להבטיח שכל העצים בסביבתן – מכל מין – יהיו בריאים וחזקים. לפעילות זו של הפטריות יתרונות מובהקים כאשר היער נתון במצבי עקה, למשל כתוצאה משינויי אקלים, בצורת, שריפה או מחלות”, מוסיף רוג.

המדענים בוחנים כיום השערה זו ביערות ישראל תוך התמקדות בין היתר בעצי חרוב, בניסיון להבין כיצד עצים ירוקים ושופעים אלה שורדים בטמפרטורות גבוהות במיוחד ובתנאי יובש. החוקרים בודקים אם עצי חרוב הנטועים ביערות מעורבים של אלונים ואורנים, הופכים גם הם לחלק מרשת אספקת הפחמן של הפטריות, ואם כן אילו מיני פטריות מחברים בין מערכות השורשים של עצים אלה. “לעץ החרוב מיוחסים כוחות נסתרים במיתוסים תנ”כיים. ואולי סוד כוחו טמון בכלל בפטריות תת-קרקעיות?” אומר רוג.

במחקר המשך נוסף, מתכננים החוקרים לייצר תנאים מבוקרים של בצורת כדי לחקור את התפקיד שממלאות הפטריות במערכת האקולוגית של היער כאשר זו נקלעת לעקה.

“ברמה התיאורטית, הממצאים שלנו משנים את האופן שבו חושבים על עצים, ומדענים מתחילים להכיר בכך שעצים משתפים ביניהם פעולה יותר מכפי שסברו עד כה”, אומר ד”ר קליין. “ברמה המעשית, אנחנו פועלים בשיתוף עם קק”ל כדי לעודד ערבוב מינים ביערות ישראל, במטרה לשפר את חוסנם ואת יציבותם האקולוגית”.