Μια συναρπαστική έρευνα: Επικοινωνούν τα δέντρα μεταξύ τους;

Όταν ο γιος της Τζάστιν Καρστ, μυκητολόγου στο Πανεπιστήμιο της Αλμπέρτα, γύρισε μια μέρα από το σχολείο έχοντας μάθει ότι τα δέντρα μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω υπόγειων δικτύων, εκείνη φοβήθηκε ότι τα πράγματα είχαν αρχίσει να ξεφεύγουν. Ο συνάδελφός της από το Πανεπιστήμιο του Μισισίπι, Τζέισον Χόξεμα, είχε έρθει αντιμέτωπος με ένα παρόμοιο συναίσθημα παρακολουθώντας ένα επεισόδιο της σειράς Ted Lasso, όπου ένας προπονητής ποδοσφαίρου έλεγε σε έναν άλλο ότι τα δέντρα στο δάσος δεν ανταγωνίζονταν, αλλά συνεργάζονταν για την εύρεση πόρων.

Λίγες πρόσφατες επιστημονικές ανακαλύψεις έχουν καταφέρει να κεντρίσουν τόσο τη φαντασία του κοινού όσο το Wood-Wide Web [Σ.τ.Μ.: διαδίκτυο των δασών, κατά το WWW – World Wide Web), το λεπτεπίλεπτο δίκτυο μυκητιακών νημάτων, που θεωρείται ότι μεταφέρει θρεπτικά συστατικά και πληροφορίες μέσω του χώματος και παίζει καθοριστικό ρόλο στην ευημερία των δασών.

Η ιδέα «φύτρωσε» στα τέλη της δεκαετίας του ’90, από μελέτες που έδειχναν ότι σάκχαρα και θρεπτικές ουσίες μπορούν να μεταφέρονται υπογείως μεταξύ των δέντρων. Σε κάποια δάση οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει μύκητες από τις ρίζες ενός δέντρου να βρίσκονται στις ρίζες άλλων δέντρων, υποδηλώνοντας ότι τα μυκητιακά νήματα θα μπορούσαν να δημιουργούν αγωγούς μεταξύ των δέντρων.

Αυτά τα ευρήματα έχουν θέσει υπό αμφισβήτηση την παραδοσιακή άποψη που θέλει τα δάση να είναι απλώς ένα σύνολο δέντρων: οι επιστήμονες λένε ότι τα δέντρα και οι μύκητες είναι, στην πραγματικότητα, ισότιμοι παίκτες στην οικολογική σκηνή και, χωρίς κάποιο από τα δύο, δεν θα υπήρχαν τα δάση όπως τα ξέρουμε.

Από αυτή την έρευνα έχουν προκύψει σαρωτικά συμπεράσματα, από επιστήμονες και μη. Έχει υποστηριχθεί ότι τα μυκητιακά δίκτυα είναι πανταχού παρόντα σε δάση σε όλο τον κόσμο, ότι βοηθούν τα δέντρα να μιλάνε το ένα στο άλλο και, όπως είπε ο Coach Beard στο Ted Lasso, μετατρέπουν τα δάση σε συνεργατικά μέρη όπου δέντρα και μύκητες τα ενώνει ο ίδιος σκοπός: μια δραστική αποχώρηση από τη συνηθισμένη, δαρβινική εικόνα του ανταγωνισμού μεταξύ των ειδών. Αυτή η ιδέα έχει αποτυπωθεί σε δημοσιογραφικά κείμενα, τηλεοπτικές εκπομπές και βιβλία που ξεπουλάνε, μεταξύ των οποίων και ένα που έχει κερδίσει Πούλιτζερ. Η ιδέα αυτή έχει βρει τον χώρο της ακόμη και στο Avatar, την πιο πετυχημένη εισπρακτικά ταινία όλων των εποχών.

Ακόμη, αυτή η θεωρία θα μπορούσε να επηρεάζει το τι συμβαίνει στα πραγματικά δάση. Κάποιοι επιστήμονες, για παράδειγμα, προτείνουν η διαχείριση των δασών να αφορά αποκλειστικά την προστασία των μυκητιακών δικτύων.

Ωστόσο, όσο το «διαδίκτυο των δασών» αποκτά φήμη, προκαλεί και αντιδράσεις στην επιστημονική κοινότητα. Σε ένα άρθρο ανασκόπησης πρόσφατων δημοσιεύσεων, η Καρστ, ο Χόξεμα και η Μέλανι Τζόουνς, μια βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Βρετανικής Κολούμπια, Okanagan, δεν βρήκαν ιδιαίτερες ενδείξεις ότι τα κοινά μυκητιακά δίκτυα βοηθούν τα δέντρα να επικοινωνήσουν, να ανταλλάξουν πόρους ή να ευδοκιμήσουν.

Σύμφωνα με τους τρεις τους, οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη αποδείξει ότι αυτοί οι ιστοί είναι ευρέως διαδεδομένοι ή έχουν κάποια οικολογική σημασία για τα δάση.

Υπάρχουν συνάδελφοί τους που υποστηρίζουν ότι αυτή η επαναφορά στην πραγματικότητα έπρεπε να είχε γίνει καιρό τώρα. Αναφερόμενος σε μια πρόσφατη παρουσίαση της Καρστ, για την οποία ο ίδιος ήλπιζε ότι μπορεί να «επαναπροσδιορίσει αυτό το πεδίο έρευνας», ο μυκητολόγος στο Πανεπιστήμιο Στάνφορντ, Καμπίρ Πι, σχολίασε ότι «είναι μια πολύ επίκαιρη συζήτηση».

Κάποιοι άλλοι, όμως, επιμένουν ότι το «διαδίκτυο των δασών» πατά σε στέρεες βάσεις και είναι αισιόδοξοι ότι περαιτέρω έρευνα θα επιβεβαιώσει πολλές από τις υποθέσεις σχετικά με τους μύκητες στα δάση. Ο Κόλιν Άβεριλ, μυκητολόγος στο Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης, λέει ότι το αποδεικτικό υλικό που παρέθεσε η Καρστ είναι εντυπωσιακό. Ωστόσο, πρόσθεσε, «ο τρόπος που εγώ ερμηνεύω το σύνολο του υλικού είναι εντελώς διαφορετικός».

Οι περισσότερες ρίζες των φυτών αποικίζονται από μυκόρριζες που σχηματίζουν μία από τις πιο διαδεδομένες συμβιωτικές σχέσεις του πλανήτη. Οι μύκητες συγκεντρώνουν νερό και θρεπτικές ουσίες από το χώμα και στη συνέχεια μπαίνουν σε μια διαδικασία συναλλαγής με τα φυτά, παίρνοντας ως αντάλλαγμα σάκχαρα και άλλα μόρια που περιέχουν άνθρακα.

Το 1984, ο Ντέιβιντ Ριντ, που τότε εργαζόταν ως βοτανολόγος στο Πανεπιστήμιο του Σέφιλντ, παρουσίασε σε μια μελέτη ότι ενώσεις με ραδιενεργό άνθρακα μπορούσαν να μεταφέρονται μέσω μυκήτων μεταξύ φυτών που είχαν καλλιεργηθεί στο εργαστήριο. Χρόνια αργότερα, η Σουζάν Σιμάρντ, οικολόγος τότε στο Πανεπιστήμιο Δασών της Βρετανικής Κολούμπια, μίλησε για μια αμφίδρομη μεταφορά άνθρακα ανάμεσα σε νεαρά έλατα και σημύδες. Όταν η Σιμάρντ και οι συνεργάτες της έριξαν σκιά πάνω από τα έλατα για να περιορίσουν τη φωτοσύνθεσή τους, η απορρόφηση ραδιενεργού άνθρακα από τα δέντρα αυξήθηκε, υποδηλώνοντας ότι η υπόγεια ροή άνθρακα θα μπορούσε να ενισχύσει την ανάπτυξη των νεαρών δέντρων στον σκιερό κάτω κόσμο.

Η Σιμάρντ και οι συνάδελφοί της δημοσίευσαν τα αποτελέσματα της έρευνάς τους το 1997 στο επιστημονικό περιοδικό Nature. Το περιοδικό τοποθέτησε τη δημοσίευση περίτρανα στο εξώφυλλο και βάφτισε την ανακάλυψή τους «διαδίκτυο των δασών». Σύντομα, μια ομάδα έμπειρων ερευνητών θα ασκούσε κριτική στη μελέτη, υποστηρίζοντας ότι είχε υποπέσει σε μεθοδολογικές αστοχίες που επηρέασαν τα αποτελέσματα. Η Σιμάρντ αντέδρασε σχεδιάζοντας επιπρόσθετες μελέτες που λάμβαναν υπόψη την κριτική.

Με τον καιρό, η κριτική έσβησε και το «διαδίκτυο των δασών» απέκτησε οπαδούς. Η μελέτη της Σιμάρντ έχει συγκεντρώσει σχεδόν 1.000 επιστημονικές αναφορές, ενώ το βίντεο από το TED talk της το 2016 έχει πάνω από 5 εκατ. προβολές. Στο βιβλίο του Η μυστική ζωή των δέντρων (εκδ. Πατάκη), που έχει πουλήσει πάνω από 2 εκατ. αντίτυπα, ο Πέτερ Βόλεμπλεν, δασολόγος από τη Γερμανία, παρέπεμψε στην έρευνα της Σιμάρντ για να περιγράψει τα δάση ως μέσα κοινωνικής δικτύωσης και τις μυκόρριζες ως «οπτικές ίνες διαδικτύου» που βοηθούν τα δέντρα να ενημερώνουν τα άλλα δέντρα για κινδύνους όπως η επέλαση εντόμων ή η ξηρασία.

Παράλληλα, η υπόγεια έρευνα στα δάση συνέχισε να εντείνεται. Το 2016, ο Ταμίρ Κλάιν, φυτοφυσιολόγος τότε στο Πανεπιστήμιο της Βασιλείας και τώρα στο Επιστημονικό Ινστιτούτο Γουέισμαν του Ισραήλ, επεξέτεινε την έρευνα της Σιμάρντ σε ένα ώριμο ελβετικό δάσος από έλατα, είδη πεύκων και οξιές. Η ομάδα του εντόπισε ισότοπα άνθρακα από ένα δέντρο στις ρίζες άλλων, κοντινών δέντρων, μεταξύ των οποίων και δέντρα άλλων ειδών, σε ένα συγκεκριμένο οικόπεδο του δάσους που χρησιμοποιούνταν για την έρευνα. Οι ερευνητές απέδωσαν το μεγαλύτερο μέρος της διακίνησης άνθρακα σε μυκόρριζες, αναγνωρίζοντας ωστόσο ότι δεν είχαν καταφέρει να το αποδείξουν.

Η Σιμάρντ, που εργάζεται στο Πανεπιστήμιο της Βρετανικής Κολούμπια από το 2002, έχει ηγηθεί και άλλων ερευνών που δείχνουν την ύπαρξη μεγάλων δέντρων τα οποία αποκαλεί δέντρα-«μητέρες». Αυτά τα δέντρα, σύμφωνα με τη Σιμάρντ, είναι κόμβοι των δασικών δικτύων και μεταφέρουν τον άνθρακα υπογείως σε νεαρότερα σπορόφυτα. Έχει επιχειρηματολογήσει υπέρ της άποψης ότι τα δέντρα επικοινωνούν, μέσω μυκόρριζων δικτύων, και ενάντια στη χρόνια αντίληψη ότι ο ανταγωνισμός μεταξύ των δέντρων είναι η κυρίαρχη δύναμη της δημιουργίας δασών. Στην ομιλία της στο TED, η Σιμάρντ αποκάλεσε τα δέντρα «υπερ-συνεργάτες».

Όμως, καθώς η δημοφιλία του «διαδικτύου των δασών» ανεβαίνει στα ύψη σε επιστημονικούς κύκλους και μη, εξελίσσεται αντίστοιχα και ο σκεπτικισμός ως αντίδραση. Πέρυσι, η Κάθριν Φλιν, οικολόγος στο Πανεπιστήμιο Μπόλντουιν Γουάλας στο Οχάιο, σε άρθρο της στο Scientific American υποστήριξε ότι η Σιμάρντ και οι άλλοι υπερέβαλαν ως προς τον βαθμό συνεργασίας μεταξύ των δέντρων στα δάση. Σύμφωνα με τη Φλιν, οι περισσότεροι ειδικοί πιστεύουν ότι οι ομάδες οργανισμών που τα μέλη τους θυσιάζουν τα ίδια τους τα συμφέροντα υπέρ της κοινότητας σπάνια εξελίσσονται, ως αποτέλεσμα της ισχυρής δύναμης της φυσικής επιλογής για τα ανταγωνιστικά άτομα.

 

Αντίθετα, υποψιάζεται ότι οι μύκητες πιθανότατα διανέμουν τον άνθρακα σύμφωνα με τα δικά τους συμφέροντα, όχι εκείνα των δέντρων. Σε μια συνέντευξη σχολίασε ότι «αυτή είναι η απλούστερη εξήγηση». Ακόμη και ορισμένοι από αυτούς που κάποτε υποστήριζαν την ιδέα των κοινών δικτύων των μυκήτων, έχουν αρχίσει να αναθεωρούν. Η Τζόουνς, η βιολόγος που είχε συμμετάσχει στη δημοσίευση της Σιμάρντ το 1997, λέει ότι μετανιώνει που η ίδια και οι συνάδελφοί της έγραψαν ότι έχουν αποδείξεις για τις μυκητιακές συνδέσεις μεταξύ των δέντρων. Στην πραγματικότητα, λέει, δεν είχαν ερευνήσει εάν οι μύκητες διαμεσολαβούσαν στη ροή άνθρακα.

Για τη βιβλιογραφική ανασκόπησή τους, οι Καρστ, Χόξεμα και Τζόουνς μάζεψαν όλες τις μελέτες που μπορούσαν να βρουν και οι οποίες προέβαιναν σε ισχυρισμούς σχετικά με τη δομή ή τη λειτουργία τέτοιων υπόγειων δικτύων. Έδωσαν βάση σε έρευνες πεδίου στα δάση, όχι σε πειράματα σε εργαστήρια ή θερμοκήπια. Με βάση αυτή την ανασκόπηση, η Καρστ έκανε μια παρουσίαση στο Συνέδριο της Διεθνούς Εταιρείας Μυκόρριζας στο Πεκίνο, στην οποία υποστήριξε ότι μεγάλο μέρος των στοιχείων που χρησιμοποιήθηκαν για να υποστηριχθεί η ύπαρξη του «διαδικτύου των δασών» θα μπορούσαν να εξηγούνται και αλλιώς. Για παράδειγμα, σε πολλές δημοσιεύσεις οι επιστήμονες υπέθεταν ότι, εάν εντόπιζαν την ύπαρξη ενός συγκεκριμένου είδους μύκητα σε πολλές ρίζες δέντρων ή αν έβρισκαν ότι οι πόροι μετακινούνταν μεταξύ των δέντρων, τα δέντρα θα έπρεπε να συνδέονταν με κάποιον τρόπο άμεσα. Όμως, λίγες μελέτες κατάφεραν να αποκλείσουν εναλλακτικές πιθανότητες, όπως για παράδειγμα το ότι οι πόροι θα μπορούσαν εν μέρει να ταξιδεύουν μέσω του χώματος.

Οι ερευνητές βρήκαν επίσης έναν ικανό αριθμό μη υποστηριζόμενων υποθέσεων στην επιστημονική βιβλιογραφία σχετικά με τα δίκτυα μυκήτων που συνδέουν και βοηθούν τα δέντρα. Συχνά, σύμφωνα με την Καρστ και τους συναδέλφους της, άλλοι συγγραφείς παραπέμπουν σε δημοσιεύσεις όπως αυτή του Κλάιν ως αποδείξεις για την ύπαρξη δικτύων στα δάση, όμως οι επιφυλάξεις που εμφανίστηκαν στο αρχικό έργο μένουν εκτός των νεότερων μελετών. Η Καρστ κατέληξε στην παρουσίασή της ότι «οι επιστήμονες έχουν γίνει φορείς αβάσιμων ισχυρισμών», ενώ, όπως σημείωσε, πολλές πρόσφατες δημοσιεύσεις προτρέπουν σε αλλαγές στο πώς διαχειριζόμαστε τα δάση, βασισμένες στη θεωρία του «διαδικτύου των δασών».

Σύμφωνα με την Καρστ, «είναι πολύ πιθανό» κοινά δίκτυα μυκήτων να υπάρχουν όντως στα δάση. Σε μια μελέτη του 2012, η ομάδα της Σιμάρντ βρήκε πανομοιότυπο DNA στις ρίζες όμορων κωνοφόρων δέντρων. Οι ερευνητές στη συνέχεια πήραν δείγμα του χώματος ανάμεσα στα δέντρα, σε λεπτές φέτες, το ανέλυσαν και βρήκαν επαναλαμβανόμενα τμήματα DNA σε κάθε φέτα, γνωστά ως «μικροδορυφόρους», γεγονός που αποδεικνύει ότι οι μύκητες ένωσαν τα κενά μεταξύ των ριζών. Όμως, αυτή η έρευνα δεν ανέλυσε ποιοι πόροι (εάν υπήρχαν) κινούνταν μεταξύ του δικτύου, ενώ λίγοι άλλοι επιστήμονες έχουν χαρτογραφήσει τα δίκτυα μυκήτων με τέτοια αυστηρότητα.

Ωστόσο, ακόμη κι αν υπάρχουν δίκτυα μυκήτων μεταξύ των δέντρων, η Καρστ και οι συνάδελφοί της λένε ότι πολλοί διαδεδομένοι ισχυρισμοί σχετικά με αυτά τα δίκτυα δεν ισχύουν. Για παράδειγμα, σε πολλές μελέτες τα υποτιθέμενα δίκτυα φάνηκε είτε να εμποδίζουν την ανάπτυξη των δέντρων είτε να μην έχουν κανένα αποτέλεσμα. Σύμφωνα με τον Χόξεμα, κανείς δεν έχει αποδείξει ότι οι μύκητες διαμοιράζουν σημαντική ποσότητα πόρων στα δέντρα με έναν τρόπο που αυξάνει την υγεία των δέντρων που τα υποδέχονται. Παρ’ όλα αυτά, σχεδόν όλες οι συζητήσεις για το «διαδίκτυο των δασών», είτε επιστημονικές είτε ψυχαγωγικές, περιγράφουν τον ιστό αυτό ως ωφέλιμο για τα δέντρα.

Άλλοι, ωστόσο, παραμένουν πεπεισμένοι ότι ο χρόνος θα δικαιώσει το «διαδίκτυο των δασών». Και ενώ το πόσο διαδεδομένα είναι τα κοινά δίκτυα μυκήτων και το πόσο σημαντικά είναι για την ανάπτυξη των δέντρων παραμένουν ανοιχτά ερωτήματα, ο Κόλιν Άβεριλ, μυκητολόγος στο Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης, υποστηρίζει ότι ο τίτλος της παρουσίασης της Καρστ (Η παρακμή του διαδικτύου των δασών;) υπονοεί λανθασμένα ότι η όλη σύλληψη του δικτύου είναι λάθος. Αντίθετα, ελπίζει ότι οι επιστήμονες θα πατήσουν πάνω στα δελεαστικά στοιχεία που έχουν συγκεντρωθεί έως τώρα και θα ψάξουν για δίκτυα σε περισσότερα δάση. Και πράγματι, τα μέλη της ομάδας της Καρστ έχουν μαζέψει στοιχεία τα οποία ο Άβεριλ θεωρεί ορισμένες από τις πιο χαρακτηριστικές αποδείξεις για την ύπαρξη του «διαδικτύου των δασών». Είναι σαφές ότι σε κάποια δάση, σε κάποια μέρη, διαφορετικά μεταξύ τους δέντρα είναι συνδεδεμένα μέσω μυκήτων, λέει.

O φυτοφυσιολόγος στο Επιστημονικό Ινστιτούτο Γουέισμαν του Ισραήλ, Ταμίρ Κλάιν, λέει ότι η ομάδα του βασίζει τις υποθέσεις της σε πιο στέρεο έδαφος, χρησιμοποιώντας ακολουθίες DNA για τη χαρτογράφηση μυκήτων σε μια συμπληρωματική μελέτη στο ίδιο ελβετικό δάσος το 2020 και σε μια εργαστηριακή μελέτη το 2022, με χρήση δασικού εδάφους. (Η Καρστ και η ομάδα της ισχυρίζονται ότι, σύμφωνα με τους ίδιους, ακόμη κι αυτές οι έρευνες δεν κατάφεραν στην πραγματικότητα να χαρτογραφήσουν τα δίκτυα μυκήτων σε ένα δάσος.)

Και ενώ ο Κλάιν συμφωνεί ότι οι επιστήμονες πρέπει να κατανοήσουν περισσότερο το γιατί τα δέντρα και οι μύκητες διακινούν όλη αυτή την ποσότητα άνθρακα, είναι πιο αισιόδοξος από την ομάδα της Καρστ, πιστεύοντας ότι ορισμένοι από τους πιο τολμηρούς ισχυρισμούς θα επιβεβαιωθούν. «Αν με ρωτάς, εάν στο μέλλον βρισκόμασταν σε θέση να μπορούμε να αποδείξουμε ότι τα δέντρα πράγματι μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους, αυτό δεν θα μου έκανε εντύπωση», λέει.

Η Σιμάρντ συμφώνησε ότι λίγα αληθινά δίκτυα μυκήτων έχουν χαρτογραφηθεί με τη χρήση «μικροδορυφόρων» DNA, εξαιτίας της δυσκολίας στις συγκεκριμένες έρευνες. Ο Κέβιν Μπίλερ, ο μεταπτυχιακός φοιτητής που ηγήθηκε της έρευνας στο πεδίο για τη μελέτη του 2012 με τη Σιμάρντ, «πέρασε πέντε χρόνια από τη ζωή του χαρτογραφώντας αυτά τα δίκτυα», σύμφωνα με την Σιμάρντ. «Είναι πολύ χρονοβόρο». Παρά τις προκλήσεις, λέει η ίδια, οι έρευνες που δημοσιεύτηκαν για άλλα δάση, χρησιμοποιώντας διαφορετικές μεθόδους, την έχουν πείσει ότι τα δίκτυα μυκήτων είναι συχνό φαινόμενο. «Το πεδίο των δικτύων μυκόρριζας έχει κάπως δεχτεί πλήγμα από το ότι πρέπει συνεχώς να επιστρέφουμε και να ξανακάνουμε τα ίδια πειράματα», λέει η Σιμάρντ. «Κάποια στιγμή, πρέπει να περάσεις στο επόμενο βήμα».