В экосистемах по всему миру грибы играют ключевую роль в поддержании жизни растений. Они способны соединять корни разных растений, улучшая всасывание воды и питательных веществ и ускоряя их рост. Хотя симбиоз грибов и растений изучают давно, некоторые ученые считают, что подземные сети гораздо сложнее, чем кажется.

Большинство исследований сосредоточено на микоризных грибах, которые известны тем, что создают пути обмена питательными веществами. Но эксперимент ученых из Университета Северной Аризоны (NAU) показал, что другая, менее изученная группа грибов — темноокрашенные септатные эндофиты (DSE) — может делать нечто похожее. Они связывают корни соседних растений, помогая им делиться водой и увеличивая их биомассу. Возможно, именно DSE поддерживают жизнь растений в самых засушливых районах на юго-западе США.

Исследование, опубликованное в журнале Communications Biology, провели аспирантка Беатрис Бок, профессор Нэнси Джонсон и профессор Кэтрин Геринг.

Микоризные грибы привлекают много внимания, потому что их связь с растениями хорошо изучена, — говорит Бок. — Некоторые из них образуют грибы, которые выглядят эффектно, и люди интересуются ими больше, чем теми, что видны только под микроскопом. Но если в почве есть DSE, картина меняется. Что еще мы упускаем?

Чтобы это выяснить, ученые провели эксперимент. Они поместили пары растений в контролируемую среду, разделив их воздушным зазором в 3 миллиметра, чтобы исключить прямой контакт через почву. Одно из растений заразили грибом DSE.

Оказалось, что гриб может прорастать через зазор, образуя тонкие нитевидные гифы, которые соединяют корни растений. Когда в «хозяина» добавили подкрашенную воду, она позже обнаружилась в листьях „приемника“ — значит, гифы действительно переносят влагу.

Гифы — тонкие нитевидные отростки грибов, которые пронизывают почву или ткани растений, образуя сеть. Через них грибы всасывают воду и питательные вещества, а также соединяют корни разных растений.

Растения, связанные грибной сетью, выросли более чем в два раза крупнее, чем те, что росли без гриба.

DSE находят у тысяч видов растений по всему миру, особенно в экстремальных условиях, например, в засуху. Хотя их роль до конца не ясна, эксперимент подтвердил: эти грибы помогают растениям выживать в сложных условиях, таких как засушливый юго-запад США.

Это первое исследование, где доказали, что DSE могут соединять корни разных растений. Бок надеется, что результаты вдохновят других ученых глубже изучить влияние этих грибов на экосистемы.

Эта работа укрепила мой интерес к тому, как и почему растения и грибы вступают в симбиоз, — говорит Бок. — Я заканчиваю учебу, но хочу продолжать исследовать скрытый мир грибных связей. Здесь еще столько неизвестного!

Это исследование может помочь:

• Сельскому хозяйству — если DSE действительно улучшают засухоустойчивость, их можно использовать для защиты культур в засушливых регионах.
• Экологии — понимание роли DSE позволит точнее прогнозировать, как экосистемы реагируют на изменения климата.
• Биотехнологиям — возможно, эти грибы станут основой для новых биостимуляторов роста растений.

Эксперимент проводился в лаборатории, где условия идеальны. В природе на грибы влияют почва, конкуренция с другими микроорганизмами и климат. Чтобы подтвердить выводы, нужно провести полевые испытания.

Ранее ученые уже сообщали о симбиозе деревьев и грибов.