Pečlivě skrytá komunikační síť lesa: O čem si povídají houby?

Když se doktorka Suzanne Simardová dozvěděla, že mezi sebou stromy komunikují, nijak zásadně ji to nepřekvapilo. Kariéru totiž začínala coby lesnice a věděla, že je příroda neuvěřitelně komplikovaná, spletitá a propojená. „Když se procházíte divokým lesem, všimnete si, že si rostliny navzájem pomáhají vytvářet vhodné prostředí pro růst,“ vysvětluje Simardová, která krajinu vnímá jako síť – obrovské množství provázaných komponent, jejichž jednotlivé funkce jsou důležité pro celek. 

V 90. letech 20. století se začaly objevovat důkazy, že se mezi houbami a kořeny stromů odehrává podzemní soužití, a vědci jej nazvali „mykorhiza“. „Spousta lesníků tou dobou pozorovala, jak mezi sebou stromy soupeří o světlo,“ dodává Simardová, která nyní pracuje na University of British Columbia. „Mě však stále víc zajímalo to, co se děje pod zemí.“ A její výzkum mířil správným směrem: Rostliny pod našima nohama totiž komunikují. Příběhy o přátelství, chamtivosti a zradě si vyprávějí prostřednictvím podzemní sítě, jíž vědci přezdívají „wood-wide web“. Jedná se o slovní hříčku odvozenou od spojení „World Wide Web“, tedy systému pravidel pro prohlížení, ukládání a propojování dokumentů na internetu.  

Každý musí přispět

Mykorhizy jsou všude. V lese mohou vést pod zemí stovky kilometrů nahuštěných spojení, po nichž si rostliny a houby posílají substance potřebné k životu: První jmenované dodávají cukry bohaté na uhlík, které vznikají při fotosyntéze. Za odměnu dostávají živiny jako fosfor a dusík, jež houby získávají z půdy. Kromě toho dochází i k další formě interakce – nejen mezi rostlinami a houbami, ale také mezi rostlinami navzájem. Houby zde fungují coby zprostředkovatelky a utvářejí tzv. mykorhizní sítě. 

Necháme-li „zapojené“ rostliny nasát například izotopy uhlíku, můžeme cestu daných prvků sledovat od kořenů ke kořenům. Výzkum tak mimo jiné odhalil, že se rostliny o potřebné látky často dělí s kolegyněmi, které trpí jejich nedostatkem: Dospělé exempláře posílají uhlík sazeničkám, zatímco umírající stromy přenechávají své nutriční poklady okolní zeleni…

Pomalá a účinná 

Zdá se, že svým zapojením do sítě ovlivňují rostliny ekosystém, jehož součást tvoří. Ve světle nových poznatků tak lesy připomínají obří superorganismy. Nicméně wood-wide web se netýká jen dřevnatých porostů. Mykorhiza se objevuje všude, kde se vyskytují rostliny – od tropických pralesů až po arktické tundry. Vzniklé sítě jsou komplexní a často zahrnují hned několik druhů zeleně. V uplynulých letech přitom vědci prokázali, že si zapojené rostliny mohou posílat nejen výživu. 

Když třeba fazolová pole napadnou mšice, plodiny vyloučí chemikálie, které útočníky odpuzují a zároveň lákají vosy coby jejich predátory. David Johnson z University of Manchester se rozhodl zjistit, zda by se rostliny nemohly prostřednictvím mykorhizních sítí navzájem varovat před blížícími se problémy: Předem určenou pokusnou zeleň vystavil mšicím a sledoval okolí. „Rostliny na hrozbu reagovaly, ale pouze pokud byly zapojeny do stejné mykorhizní sítě,“ popisuje mikrobiální ekolog. 

Houbová komunikace je pomalá a dala by se přirovnat k vytáčenému internetovému připojení. Přesto zřejmě sehrává významnou roli v předávání vzkazů, ať už se jedná o varování před hladovými housenkami, nebo škodlivými patogeny. Představa, že si rostliny navzájem pomáhají, je sice krásná, ale podle Toby Kiersové z Vrije Universiteit Amsterdam také nerealistická. „Harmonii vidíme jen proto, že ji vidět chceme,“ vysvětluje evoluční bioložka. „Přírodu si idealizujeme jako místo, kde všichni žijí v souladu. Pokud však nahlédneme pod povrch, zjistíme, že je divočina všechno, jenom ne idylická.“ Ostatně v každém prostředí s omezenými zdroji představuje „soused“ pouhý eufemismus pro „rivala“. 

Práce Kiersové a jejích kolegů naznačuje, že když se do jedné sítě zapojí víc druhů rostlin, každá do údržby houbových vláken investuje jiným dílem. Podobně jako na internetu existuje tzv. dark web, má i síť zeleně svou stinnou stránku. Na každou břízu, jež do ní přispívá uhlíkem, se najde orchidej, která si živiny pouze bere. A proti každé rostlině varující sousedy před nebezpečím stojí strom či květina, jež se pokouší zlikvidovat „konkurenci“ svými toxiny. Wood-wide web zkrátka staví na soupeření minimálně stejnou měrou jako na spolupráci. 

Miluj souseda svého?

Dokonce ani přátelská výměna přitom nemusí být tím, čím se jeví na první pohled. „Je lákavé uvěřit, že si rostliny navzájem pomáhají,“ dodává Kathryn Morrisová z Xavier University v Ohiu. Poukazuje přitom hlavně na starší stromy, jež se „starají“ o mladé sazenice. Na popsanou interakci se však dá podle Morrisové dívat i z druhé strany: Mladé výhonky na letitých dřevinách jednoduše parazitují. 

Podobně lze pohlížet na samotné houby, které síť tvoří: Ačkoliv se jejich vztah s rostlinami jeví jako vzájemný, i mezi nimi se najdou jedinci starající se hlavně sami o sebe. „Základ každé kooperace tvoří konflikt,“ vysvětluje Kiersová. „Všem nám totiž jde o to, vytěžit ze spolupráce maximum.“ Mezi houbami a rostlinami tomu není jinak: Zúčastněné strany se snaží od protějšků získat potřebné živiny, ale výměnou za poskytnuté služby nabízejí jen absolutně nutné minimum. 

Čekáme na dodavatele

Mnohé experimenty vnímají houby pouze jako dopravce či zprostředkovatele spojení, ale jejich role v látkové výměně nejspíš není jen pasivní. „Domníváme se, že ji nějakým způsobem kontrolují,“ objasňuje Johnson. Utváření sítě se pravděpodobně odvíjí od potřeby hub získávat uhlík od více druhů rostlin. Na rozdíl od nich si totiž nedovedou obstarat živiny fotosyntézou a bez mykorhizy se jednoduše neobejdou. Svůj hendikep proto zřejmě vyrovnávají tím, že zapojeným rostlinám omezují přístup k půdním živinám, které by zeleň mohla získat sama skrz kořeny. Síť se tak pro ni stává hlavním zdrojem výživy, čímž podle Kiersové vzniká jistá závislost: „Pokud si nedokážete potravu zajistit sami, musíte se spoléhat na dodavatele.“ 

Současné výzkumy se zaměřují hlavně na přenos signálů a živin. „Mykorhizní síť je neuvěřitelně komplexní a už jen fakt, že v jejích vláknech dokážeme pozorovat transfer mezi jednotlivými rostlinami, je úžasný,“ líčí Simardová, podle níž komunikaci zeleně zajišťuje řada mechanismů. Morrisová zas zkoumá myšlenku, že je přenos signálů ve skutečnosti pasivní a látky se přesouvají v rámci přirozeného koloběhu vody… 

Mezi dvěma „ismy“

Jazyk, superorganismus, wood-wide web… V diskusi o mykorhizních sítích rozhodně nechybějí metafory. Žádná z nich však zcela přesně nevyjadřuje složitost sítí a velmi úzké propojení spolupráce s rivalitou v jejich rámci. Zřejmě nejvýstižnější popis zmíněného uspořádání je ten, který preferuje i Simardová: „Můj výzkum představuje velkou metaforu mezilidských vztahů. Dáte-li dohromady novináře, vědce, učitele, lékaře a mnoho dalších, dostanete naši společnost. Pokud z ní pak vyjmete třeba veškeré učitele, jednoduše to přestane fungovat.“ Aby zůstal ekosystém funkční, vyžaduje zapojení všech „komponent“. 

TIP: Univerzální jazyk včel: Vědci úspěšně dešifrovali včelí esperanto

Tvoří tedy mykorhizy socialistickou utopii s rovnoměrně rozdělovanými živinami, nebo jde o sítě řízené kapitalistickými rostlinami, které se ze všech sil snaží předehnat konkurenci? Pravda zřejmě leží někde uprostřed. Podobně jako lidskou společnost i tu rostlinnou charakterizuje rozličnost, přičemž si zeleň umí nejen pomáhat, nýbrž také škodit.