110 квадриллионов км под землёй: учёные впервые нанесли на карту грибную сеть Земли

Международная группа исследователей впервые собрала глобальную карту подземной микоризной сети Земли и прикинула её общую длину — около 110 квадриллионов километров. Речь о нитях арбускулярных микоризных грибов: они живут в симбиозе с корнями растений, гоняют питательные вещества и помогают загонять углерод в почву. Работа вышла в Science и даёт редкую для почвенной экологии вещь: не просто описание биоразнообразия, а попытку посчитать весь масштаб системы.

Арбускулярные микоризные грибы образуют тонкие нити, гифы, которые проходят через почву и работают как линия обмена. Грибы отдают растениям воду и минералы, а взамен получают углерод, который растения фиксируют при фотосинтезе. По оценке авторов, от таких связей зависят примерно 70% видов наземных растений.

Чтобы собрать карту, учёные свели вместе данные из 322 исследований и около 16 тысяч образцов почвы из разных природных зон. Потом подключили машинное обучение и методы визуализации микроструктур — так удалось оценить плотность сети, её географию и общую биомассу. Корентен Бизо, один из авторов, говорит, что без новых алгоритмов и точной съёмки всё это так и осталось бы скрытым под ногами.

Помимо длины сети исследователи посчитали и запас углерода. В биомассе этих грибов, по их данным, содержится около 300 мегатонн углерода. Каждый год через такие структуры в почву уходит эквивалент примерно 4 млрд тонн CO2. Для масштаба: это около одной десятой мировых антропогенных выбросов CO2, которые в последние годы держатся на уровне 36—37 млрд тонн в год по оценкам Global Carbon Project.

Эти цифры хорошо объясняют, почему почвенными грибами всё чаще интересуются не только биологи, но и климатологи. ФАО оценивает, что около 95% мирового продовольствия прямо или косвенно зависит от состояния почв, а деградация земель уже затрагивает миллиарды гектаров. На этом фоне подземная грибная сеть выглядит не экзотикой для учебников, а частью инфраструктуры, без которой хуже работают и экосистемы, и сельское хозяйство.

Есть и неприятная часть. В сельскохозяйственных почвах плотность микоризных сетей оказалась примерно вдвое ниже, чем в естественных экосистемах. Особенно уязвимы травянистые экосистемы: на них приходится около 40% всей биомассы арбускулярных грибов. Такие территории во многих регионах распахивают быстрее, чем леса, и это может снижать способность почв удерживать углерод и перерабатывать питательные вещества.

Главный автор работы Джастин Стюарт напомнил деталь, которая на фоне квадриллионов километров звучит почти комично: в одной чайной ложке почвы может быть до 10 метров грибных нитей. Дальше задача уже понятна. Нужно не просто дополнять карту, а разбираться, какие типы землепользования сильнее всего рвут сеть и можно ли восстановить её достаточно быстро, чтобы это вообще заметно сказалось на углеродном балансе почв.