Unele ciuperci comercializează fosforul cu plante precum agenții de bursă pricepuți

Unele ciuperci strunoase sunt negociatori duri, schimbând nutrienți în mod inteligent cu plantele.

Un progres în urmărirea nutrienților fosfor a dezvăluit noi detalii ale rețelelor de comerț antice dintre ciuperci și plante. Unele specii de ciuperci cresc ceea ce se numesc conexiuni micorizice arbusculare în subteran, ajungând intim în rădăcinile plantelor. Aceste ciuperci extrag fosforul din sol și îl schimbă cu carbon dintr-o gamă largă de plante.

Marcarea fosforului cu puncte strălucitoare arată că ciupercile adună nutrienți în părți din rețelele lor elaborate de filamente, atunci când există o cantitate excesivă de acesta și plantele nu ar fi probabil să schimbe mult carbon. Fosforul este, de asemenea, transportat prin rețelele fungice în zonele în care este rar și, prin urmare, mai valoros pentru comerț, a raportat o echipă internațională de cercetare pe 6 iunie. Biologie actuală.

Aceste comerțuri cu plante fungice au fost frustrant de studiat ca piețe biologice, deoarece, până acum, cercetătorii puteau vedea instantanee, dar nu detalii, ale negocierilor, spune coautorul studiului Toby Kiers, biolog evoluționist la Vrije Universiteit Amsterdam. A fost „ca un joc de poker foarte bun” în care luminile se sting între tranzacționare și câștig, spune ea. Pentru o vedere mai bună, cercetătorii au conceput o modalitate de a urmări procesul în acțiune prin etichetarea fosforului cu nanoparticule numite puncte cuantice care strălucesc roșu sau albastru în lumina ultravioletă.

Ciupercile micorizale arbusculare nu au capacitatea de a capta carbonul ei înșiși, deși au nevoie de el pentru a trăi. În schimb, au făcut comerț cu plante pentru această resursă timp de aproximativ 450 de milioane de ani (SN: 9/10/11, str. 15). Astăzi, ciupercile se pot conecta cu cel puțin 70% din toate speciile de plante, inclusiv cu majoritatea culturilor. Spre deosebire de alte ciuperci care comercializează nutrienți, care învelesc o rădăcină a plantei, aceste ciuperci își fac drum în interiorul celulelor plantei și cresc „structuri frumoase asemănătoare copacilor” cu o suprafață bogată care poate ajuta la schimbarea hranei, spune Kiers.

În noul studiu, cercetătorii au permis ciuperca Rhizophagus irregularis să se încurce cu rădăcinile de morcov care cresc într-o parte a unui vas de laborator. De asemenea, ciuperca a crescut filamente departe de rădăcinile morcovului în alte două compartimente. Pentru a provoca ciuperca cu o piață comercială descurajatoare, echipa a adăugat cantități egale de fosfor în cele două compartimente în care ciuperca pășuna singură. Într-un compartiment, fosforul era marcat cu puncte care străluceau roșii, iar în celălalt cu albastru.

Ca și cum ar fi trecut de o perioadă de surplus, ciuperca a preluat fosfor și a stocat o parte considerabilă din acesta. Cercetătorii nu pot urmări încă carbonul pe care morcovul l-a furnizat în schimbul a ceea ce fosfor a fost comercializat, dar, în general, filamentele nu au crescut prea mult, sugerând că profitul de carbon a fost ho-hum.

Materialul celular trece prin filamentele fungice și inversează brusc direcția, în această vedere colorată la microscop a unei ciuperci micorizice arbusculare. Acest flux și reflux rapid este unul dintre motivele pentru care cercetătorii cred că ciupercile gestionează distribuția nutrienților precum fosforul, mai degrabă decât să le lase să se difuzeze în zone cu concentrație mai mică, atunci când schimbă nutrientul cu carbon din plante.

Pentru a vedea cum au reacționat ciupercile la o piață fierbinte, oamenii de știință au aplicat aceeași cantitate totală de fosfor, dar au pus 10% într-un compartiment și 90% în celălalt. Punctele codificate cu culori le permit cercetătorilor să vadă o parte din fosfor care se deplasează prin filamentele fungice către compartimentul insuficient alimentat. Judecând după cât de mult au crescut filamentele de ciupercă, comerțul de morcovi cu comercianții din zona deficitară a intrat în panică, iar ciuperca a făcut o ucidere a pieței. Prețul, raportul de carbon câștigat pe fosfor tranzacționat, a fost de aproximativ 3,8 ori mai mare în ceea ce privește partea săracă în nutrienți față de cel bine furnizat.

Echipa crede că aceste ciuperci gestionează cumva fluxul de fosfor, mai degrabă decât să-l lase pur și simplu să difuzeze dintr-o zonă de abundență într-una de deficit. De exemplu, fluxurile de material care ar transporta fosfor prin rețea se mișcă și schimbă direcțiile prea repede pentru o difuzare simplă, spune Kiers.

Tehnica punctului cuantic le permite cercetătorilor să urmărească fluxurile de fosfor la o scară „care a fost dificilă, dacă nu imposibilă” până acum, spune Ylva Lekberg, ecologist micoriz la MPG Ranch, un grup de conservare și cercetare din Missoula, Mont., care nu este implicat în cercetare. muncă. Dacă cercetătorii reușesc să dezvolte puncte pentru carbon, acea viziune ar putea răspunde la multe întrebări restante, cum ar fi unde plantele își predau plățile de carbon ciupercilor și – una mare – cum se schimbă prețurile.