Stromy v lese si pomáhají

Na letošní konferenci prestižní iniciativy TED v kalifornském Long Beach, na níž vědci, umělci, politici či byznysmeni prezentují „myšlenky, které stojí za šíření“ (v říjnu se bude taková konference konat i v Praze), vystoupila i bioložka Suzanne Simardová z kanadské Univerzity Britské Kolumbie. Již několik desetiletí se specializuje na ekologii lesa a představila svá – pro řadu lidí šokující – zjištění.

„Stromy jsou základem lesa, ale les, to je mnohem víc, než vidíte očima,“ řekla. „Pod povrchem je další svět nekonečných biologických cest, které spojují jednotlivé stromy a umožňují jim komunikovat mezi sebou.“

Simardová svými pokusy zjistila, že stromy v lese tvoří složitý propojený komplex schopný komunikace a vzájemné pomoci, řízený tzv. mateřskými stromy. Jednotlivé stromy tak v rozporu se všeobecným přesvědčením nesoupeří o „místo na slunci“, ale spolupracují – posílají si instruktážní i varovné signály a v rámci skupin kolem mateřských stromů se navzájem zásobují potřebnými živinami jako uhlíkem, vodou, dusíkem či fosforem.

„Stromy v lese jsou skutečně jako lidské či jiné živočišné společenství, tvoří rodiny a příbuzenské svazky,“ prohlásila.

Jedním z nejpřekvapivějších zjištění Simardové je existence již zmíněných mateřských stromů a jejich role v komunitě stromů. Jde převážně o zralé, starší stromy, fungující jako – antropocentricky řečeno – lokální organizační centrum, jakýsi místní úřad.

Dohlíží na stromy, které jsou na ně napojeny, obstarává výživu semenáčkům a pomáhá jim překonat nemoci, napadení škůdci či přežít nepříznivé podmínky. Ideální prostředí pro jejich růst je různorodé společenství druhů i genotypů (souhrn genetických informací v DNA, jež se i v rámci stejného druhu mírně liší).

„Lesy jsou komplexní systémy s mimořádnou schopností sebeuzdravení,“ zdůraznila Simardová s tím, že její poznatky o fungování lesních celků by měly sloužit k přehodnocení současného pohledu na les. Je podle ní třeba nepohlížet na les jen jako na zdroj dřeva a ani jako na oblast rekreace. Dokonce ani chápání lesa jako ekologického celku s klimatickými a biologickými funkcemi není podle ní dostatečné.

„Mateřský strom může být v jednom lese propojen se stovkami dalších stromů,“ upřesnila Simardová. Nepřímo poukázala na problém tzv. výběrového kácení v druhově bohatých lesích, jako jsou deštné pralesy v Amazonii. Jejich mimořádně bohatá biodiverzita s sebou nese i problém hraniční vzdálenosti jedinců stejného druhu. Jestliže je takový strom pokácen, síť se naruší a vzájemný vztah je nenávratně přerušen, což může ohrozit existenci druhu.

„Zdravý les přežije, i když vykácíte jeden nebo dva mateřské stromy, ale je tu hranice,“ uvedla. „Pak hrozí, že když porazíte jediný další strom, celý systém se zhroutí a les kolabuje.“

Klíčem ke komunikaci a společným aktivitám stromů v lese je mycelium čili podhoubí. To je systém mikroskopických vláken, hyfů, které tvoří vlastní tělo houby. To, co běžně za houbu označujeme, je jen plodnice, sloužící k rozmnožování.

Mycelium roste pod povrchem a jeho velikost je vzhledem ke struktuře prakticky nezměřitelná, může zabírat desítky i stovky čtverečních metrů.

Paul Stamets, významný mykolog a propagátor bioremediace (léčení pomocí živých organismů), přirovnal mycelia k přírodnímu internetu. Podle Simardové ale jde spíš o společný cévní a nervový systém lesa.

„Všichni milujeme své děti a víme, že to platí i o zvířatech,“ uvedla Simardová svou přednášku na konferenci TED. „A já jsem si položila otázku: Může své potomky milovat i Douglasova jedle? Abych se dozvěděla odpověď, začala jsem před dlouhými lety experimentovat.“

Ekoložka vysadila v kanadských horách pokusný lesík osmi desítek stromů, převážně Douglasových jedlí a bříz, k nimž přimíchala několik jedinců dalších druhů. K mateřským stromům, obklopeným vlastními semenáčky, zasadila i mladé jedličky, pocházející z jiného lesa.

„Mateřské stromy své ‚děti‘ poznaly. Obklopily je hustší a bohatší mykorhizní sítí (symbiotické soužití kořenových vláken a hub), jejímž prostřednictvím svým semenáčkům dodávaly více uhlíku, a dokonce i za cenu omezení vlastního růstu, aby semenáčkům zajistily více prostoru k jejich růstu,“ zjistila Simardová. Podle ní mateřské stromy, jestliže jsou napadeny, zraněny či se blíží doba jejich přirozeného zániku, předávají potomkům informace a zkušenosti.

„Použili jsme izotopy ke sledování přenosu uhlíku z umírajícího mateřského stromu – putoval kmenem do kořenů a k potomkům. Nejen uhlík, ale i obranné signály. A změřili jsme, že tyto dvě činnosti mateřského stromu zvýšily odolnost mladých stromků vůči stresům. Mohu tedy prohlásit, že stromy skutečně mluví,“ shrnula.

První poznatky o komunikaci stromů však přinesl už před rokem výzkum publikovaný v časopise Nature Communications. Skupina vědců pod vedením Matthewa Gillihama z australské univerzity města Adelaide ve spolupráci s kolegy z CSIRO institutu v Canbeře, Univerzity Tasmánie, portugalského Gulbenkianova institutu a univerzity amerického státu Maryland přinesla doklady o tom, že stromy v lese komunikují stejnými chemickými a elektrickými signály, jaké jsou známy u savců. Protože ale rostliny nemají nervovou soustavu, využívají k tomu odlišnou metodu.

„Je známo již delší dobu, že rostliny ve stresové situaci, jako je sucho, extrémní teplota či salinita půdy, produkují neurotransmiter GABA (gama-aminomáselnou kyselinu), užívaný živočichy, ale nebylo jasné, zda i u rostlin má signální úlohu,“ předeslal Gilliham.

„Naše práce ukázala, že GABA má u rostlin stejné poslání – jeho přítomnost vede ke vzniku elektrických signálů, které blokují růst, je-li rostlina v nepříznivém prostředí.“

Tým své poznatky získal při experimentech s pšenicí, ječmenem a révou. Rostliny vystavil stresové situaci (kyselé půdě, nadměrné zálivce a intenzívnímu teplu) – a všechny reagovaly stejně.

Závěry australského výzkumu otevírají nové možnosti k vyšlechtění odolnějších odrůd plodin a tím k odvrácení globálního nedostatku potravin. Současně vysvětlují, proč některé léky, vyrobené na rostlinné bázi, účinkují i v humánní medicíně.