Šetajući šumom, pažnju nam zaokuplja sve ono što vidimo iznad zemlje. Opalo lišće, sitno rastinje, drveće, ptice. Izbor stvari za posmatranje je veliki. Ono što ne vidimo, a ima veliku ulogu u šumskom ekosistemu leži ispod gomile lišća i mahovine po kojim gazimo. Tu pod našim nogama, ispod šumskog poda koji je isprepletan korijenjem drveća nalazi se fascinantna mikroskopska mreža gljiva.

Wood Wide Web –  podzemni šumski internet 

Prva pomisao na gljive nas uvijek vodi na pečurke. One su zapravo samo “plod” ogromnog gljivičnog organizma koji je ispod zemlje. Podzemna mreža ili micelija obrazuje se umnožavanjem i preplitanjem končastih niti zvanih hife. U zemlji rastu monokariotski micelijumi i kada se spoje dva kompatibilna micelijuma oni formiraju dikariotski micelijum koji dalje može da formira plodna tijela koja nazivamo pečurke. Micelijum može biti toliko mali da formira koloniju koja se uopšte ne može vidjeti golim okom a može dostići i džinovske razmjere – u istočnom Oregonu (SAD) raste Armillaria ostoyae,gljiva koja ima najveću koloniju na svijetu i prostire se na više od 9 km². Procjenuje se da je ovaj organizam star oko 8000 godina i da može težiti i do 35 000 tona.

Poprečni presjek mlade sadnice povezane sa mrežom micelija

Poslednjih dvadesetak godina pojavilo se nekoliko naučnih radova koji impliciraju da drveće u šumama koristi ovu podzemnu mrežu za komunikaciju i razmjenu hranljivih materija. Jedan od pionira ovih tvrdnji je Suzan Simard sa Univerziteta u Britanskoj Kolumbiji (Kanada). U jednom od brojnih eksperimenata, testirane su breza i jela koje su tipične vrste koje rastu u šumama Britanske Kolumbije. Sjenčenjem, odnosno zaklanjanjem jele od Sunca tokom ljeta, breza je „pomagala“ sa sve više ugljenika koji je od nje odlazilo ka jeli, a kasnije u jesen kada je breza gubila svoje listove a jela imala višak ugljenika jer je i dalje vršila fotosintezu, neto prenos ove razmjene se vratio na brezu. Suzanin saradnik je analizom DNK šumskog drveća mapirao mrežu koju čine jele u šumi.  Dokazano je da su sva stabla povezana i da ona koja su najveća i najstarija imaju najviše veza sa ostalim drvećem dok ih mlađa stabla imaju dosta manje. Pošto velika stabla imaju veći korijen i veću mrežu micelija, samim tim imaju više ugljenika koji se kreće kroz njihov sistem. U nastavku istraživanja su ispitivali da li starija stabla mogu prepoznati potomstvo i rezultati ispitivanja su dali potvrdan odgovor. Usled ovoga je nastao i izraz „majka stablo“ koje predstavlja najveće i najstarije drvo u skupini i sada se zna da ono može da pomaže i održava svoje potomstvo te da ga favorizuje u odnosu na ostale biljke u šumi.

Dijagram veza između drveća: starija i više povezana stabla prikazana su tamno zelenom bojom,
dok su svijetlo zelene boje mlada stabla koja se tek integrišu u mrežu

Postavlja se pitanje kakav interes imaju micelije u povezivanju drveća? Po Suzan, radi se o jednostavnoj trgovini. Gljiva koja povezuje drveće motivisana je potrebom da obezbijedi sopstveni izvor ugljenika. Mreža kojom povezuju drveće pomaže da cijela šuma bude zdrava i da snadbijevanje ugljenikom bude na nivou. Kao vrstu naplate svojih usluga, gljiva uzima oko 30% šećera koji povezana stabla proizvode fotosintezom koju gljiva ne može vršiti. Šećer podstiče gljive, koje iz zemlje prikupljaju fosfor, azot ili vodu u micelijum i onda te sastojke kroz mrežu daju drveću. Gljive sa svojom ogromnom mrežom drveću enormno povećavaju sposobnost apsorpcije ograničenih resursa koje bi pokupili sa skromnim korijenovim sistemom koje drvo posjeduje.

Saradnja se odvija između različitih vrsta i ne samo po pitanju hrane. U testu u kom su sadnice jele i bora posađene u istu saksiju, korjenov sistem obje biljke je odvojen odgovarajućom mrežom ali ne i mreža micelija koja je mogla da se širi između obje biljke. Kada su počupane sve iglice sa sadnice jele, ka boru nije otišla samo hrana već i signali stresa koji upozoravaju sadnicu bora da stimuliše snažnu sintezu odmbrambenih enzima i pripremi se za sličan scenario. Sasvim je moguće da ovo jela ne radi namjerno, već da je to samo pasivan efekat u kom jela šalje hranu u svoje micelije da bi je skladištila i sačuvala usled pojave velikog stresa, a bor koji je bio gladan resursa jednostavno to pokupio. Čak i ako se radi o ovakvom scenariju to i dalje znači da ovakav način preraspodjele resursa funkcioniše na zadivljujućem nivou. 

Kretanje ugljenika od drveta do drveta između korijenja visokog drveća ispitivano je i u šumama Švajcarske. Prskanjem jednog drveta nekim od stabilnih izotopa ugljenika pokazalo se da se do 40% tog ugljenika može pojaviti u korijenu susjednog drveta. U testovima se pokazalo da se ugljenik prikupljen od strane 40 m visoke smrče prenosi na obližnje bukve i borove. 

Breza (lijevo) je isprskana radioaktivno obilježenim gasom ugljen-dioksida 14.
Jela (desno) je zasjenčena krpom kako bi se blokirala njena sposobnost da obavlja fotosintezu i stvara šećer.
Posle nekoliko sati, naučnici su izmjerili radioaktivno obilježeni ugljenik 14 u korijenu jele i otkrili veliku količinu

Ipak, nije sva naučna zajednica saglasna sa ovim istraživanjima i tvrdnjama koje su iznešene zahvaljući njima. U radu koji je objavljen 2022. godine pod naslovom „Pozitivna pristrasnost citiranja i pretjerano interpretirani rezultati dovode do dezinformacija o uobičajenim mikoriznim mrežama u šumama“ tim kanadskih i američkih istraživača tvrdi da dokazi za mikorizne (simbioza korijena i gljiva) mreže nisu tako jaki kao što priča u naučno popularnim krugovima sugeriše. Oni ne kažu da veze između drveća i gljiva ne postoje već da su sugestivni dokazi i studije uzeti definitivnije nego što stvarno jesu. Mreža micelija-korijen je delikatna i samim iskopavanjem korijena radi istraživanja uništena je sama mreža koja se želi pročuvati.  Da bi se ovo izvelo kako treba, po njima je potrebno uraditi sekvenciranje gena gljive i na osvnovu toga napraviti mapu. Ovo je ogroman posao i postoji jako malo radova koji su se problematikom bavili na taj način. Primjedbe su imali i na ranije pomenutu švajcarsku studiju u kojoj je lišće prskano izotopima ugljenika. Kako tvrde, nije jasno da li su gljive nužno odgovorne za ovaj transfer, resursi bi se mogli kretati direktno od korijena do korijena ili kroz pore u zemljištu. 

Njihov generalni zaključak je da je cijela priča zanimljiva jer predstavlja primjer kako ljudi žele da projektuju sopstvene vrijednosti na prirodu i da u prirodi vide model ljudskog ponašanja. Ipak, Suzan Simard kao jedan od predvodnika teorije o prijateljskom načinu funkcionisanja ove simbioze je ostala pri svojim tvrdnjama i rezultatima svojih radova. Za konsenzus naučne zajednice po ovom pitanju ćemo vjerovatno morati da pričekamo.

Ipak, ono što je sigurno je da nisu sve gljive prijateljski nastrojene prema drveću. Parazitske gljive napadaju živo tkivo domaćina, formirajući micelijsku mrežu između ćelija biljke, kroz koju apsorbuju hranljive materije i uzrokuju bolest i potencijalno smrt domaćina. Spore patogene gljive padaju na spoljnu površinu biljke i formiraju cijev koja raste sve dok ne pronađe neku ranu u biljnom tkivu. Neke gljive čak uključuju i insekte u ovaj proces, odnosno formiraju micelijum iznad kolonije insekata. Gljiva prodire u insekta i ne ubija ga, već se njihovim razmnožavanjem šire i spore gljivica preko tek izleženog potomstva insekata. Primjera radi, brijest je skoro iskorijenjen u SAD i Britaniji zbog gljivica, a očekuje se da će slična sudbina snaći čak 80% jasena u Britaniji.

Iako postoji  oko 2-3 miliona vrsta gljiva, samo 150 000 vrsta je formalno identifikovano što znači da imamo površno znanje o tome kako razne vrste gljiva imaju i različite interakcije sa drugim organizmima. Sa druge strane, naše poznavanje procesa fotosinteze seže do 200 godina unazad ali i dalje ne razumijemo sve složene biohemijske reakcije i molekularne procese koji se dešavaju u biljkama. Površno gledano -  i biljke i gljive djeluju jednostavno, ali suštinski su kompleksni organizmi koje ćemo morati još da upoznajemo.