میکوریزا: دوستی پنهان در زیر خاک
میکوریزا چیست و چگونه کار می‌کند؟
تصور کنید ریشه‌های یک درخت بلوط، هزاران کیلومتر رشته‌ی نازک قارچی را به خدمت گرفته‌اند تا برایش آب و غذا از خاک جمع‌آوری کنند. این دقیقاً اتفاقی است که در همزیستی میکوریزا رخ می‌دهد. در این رابطه، قارچ که به تنهایی قادر به ساخت غذای خود نیست، به ریشه‌ی گیاه می‌چسبد و شبکه‌ای گسترده از ریسه‌های قارچی4 (هایف5) را در خاک ایجاد می‌کند. این شبکه مانند یک سیستم ریشه‌ی اضافی و فوق‌العاده کارآمد عمل می‌کند.
گیاه، قندها و کربوهیدرات‌های ساخته شده در فرآیند فتوسنتز6 را در اختیار قارچ قرار می‌دهد. در ازای این غذای آماده، قارچ با شبکه‌ی ریشه‌ای گسترده‌ی خود، مواد معدنی مانند فسفر و نیتروژن و همچنین آب را که دسترسی به آن برای ریشه‌های گیاه به تنهایی دشوار است، جذب کرده و به گیاه تحویل می‌دهد. این یک همکاری برد-برد7 واقعی است!
انواع اصلی میکوریزا
همه‌ی این همزیستی‌ها شبیه هم نیستند. میکوریزاها به طور کلی به دو دسته‌ی اصلی تقسیم می‌شوند که ساختار و عملکرد متفاوتی دارند:
| نوع | ساختار و نحوه‌ی ارتباط | میزبان‌های رایج |
|---|---|---|
| اندومیکوریزا8 | ریسه‌های قارچ به درون سلول‌های ریشه نفوذ می‌کنند و ساختارهای کیسه‌مانندی به نام وزیکول9 و آربوسکول10 تشکیل می‌دهند. این ساختارها محل اصلی تبادل مواد هستند. | بیشتر گیاهان گلدار از جمله غلات (گندم، برنج)، سبزیجات و درختان میوه. شایع‌ترین نوع |
| اکتومیکوریزا11 | ریسه‌های قارچ، دور تا دور ریشه را مانند یک دستکش می‌پوشانند (مانتل12) و یک شبکه بین سلول‌های پوست ریشه ایجاد می‌کنند، اما به درون سلول‌ها نفوذ نمی‌کنند. | عمدتاً درختان جنگلی مانند کاج، بلوط، راش و توس. |
مزایای شگفت‌انگیز این دوستی
این رابطه‌ی همزیستی مزایای متعددی برای گیاه، قارچ و حتی کل اکوسیستم13 به ارمغان می‌آورد:
برای گیاه:
- جذب بهتر آب و مواد معدنی: شبکه‌ی ریشه‌ای گیاه تا 1000 برابر گسترده‌تر می‌شود و می‌تواند به منافذ بسیار ریز خاک که ریشه‌های گیاه به تنهایی به آن‌ها دسترسی ندارد، نفوذ کند.
- جذب فسفر: فسفر یک ماده‌ی معدنی حیاتی اما با تحرک کم در خاک است. قارچ‌ها آنزیم‌هایی ترشح می‌کنند که فسفر locked (قفل شده) در خاک را آزاد کرده و در اختیار گیاه قرار می‌دهند.
- مقاومت در برابر خشکی و بیماری‌ها: گیاهانی که این همزیستی را دارند، در شرایط کم‌آبی مقاوم‌ترند. همچنین مانتل قارچی در اکتومیکوریزا مانند یک سد فیزیکی در برابر حمله‌ی قارچ‌های بیماری‌زا عمل می‌کند.
برای خاک و محیط زیست:
- بهبود ساختار خاک: ریسه‌های قارچی مانند چسب، ذرات خاک را به هم متصل کرده و باعث تشکیل کودهای آلی14 می‌شوند. این کار تهویه و نفوذپذیری خاک را بهبود می‌بخشد.
- کاهش نیاز به کودهای شیمیایی: با افزایش کارایی جذب مواد معدنی، نیاز به استفاده از کودهای شیمیایی مضر کاهش می‌یابد.
میکوریزا در خدمت کشاورزی و باغداری
امروزه از این پدیده‌ی طبیعی به صورت عملی در کشاورزی استفاده می‌شود. کودهای زیستی میکوریزایی به صورت پودر، ژل یا گرانول حاوی هاگ15 و ریسه‌های قارچ‌های مفید تولید می‌شوند. این کودها را می‌توان در زمان کشت بذر یا نهال، به خاک یا مستقیماً به ریشه‌ی گیاه اضافه کرد.
مثال عملی: یک باغدار که در منطقه‌ای کم‌آب درختان سیب می‌کارد، می‌تواند با مایه‌زنی ریشه‌ی نهال‌های جوان با قارچ‌های میکوریزایی، به آن‌ها کمک کند تا در سال‌های اولیه که ریشه‌ها هنوز کاملاً گسترش نیافته‌اند، آب و مواد غذایی را از اعماق و فواصل دورتر جذب کنند. این کار شانس بقا و رشد درختان را به طور چشمگیری افزایش می‌دهد.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
خیر. تنها گروه‌های خاصی از قارچ‌ها این توانایی را دارند. بسیاری از قارچ‌ها به صورت ساپروفیت16 (تغذیه از مواد مرده) یا انگل زندگی می‌کنند. قارچ‌های خوراکی که ما می‌بینیم، معمولاً قسمت تولیدمثلی قارچ‌های خاکزی هستند که ممکن است برخی از آن‌ها همزیست باشند.
بله، به شدت. مصرف بیش از حد کودهای فسفره، انگیزه‌ی گیاه برای برقراری این رابطه را از بین می‌برد. وقتی فسفر به راحتی در دسترس گیاه باشد، حاضر نیست قند خود را با قارچ تقسیم کند. در نتیجه این رابطه‌ی مفید شکل نمی‌گیرد یا تضعیف می‌شود.
برخی از خانواده‌های گیاهی مانند شبدر، کلم و چغندر (خانواده‌ی چلیپاییان17 و اسفناجیان18) به طور طبیعی این همزیستی را تشکیل نمی‌دهند.
پاورقی
1 Mycorrhiza 2 Fungi 3 Phosphorus 4 Fungal Hyphae 5 Hyphae 6 Photosynthesis 7 Win-Win Cooperation 8 Endomycorrhiza 9 Vesicle 10 Arbuscule 11 Ectomycorrhiza 12 Mantle 13 Ecosystem 14 Organic Matter/Aggregates 15 Spore 16 Saprophyte 17 Brassicaceae 18 Amaranthaceae