Растения могут выбирать грибы для защиты от вредителей: путь к устойчивому сельскому хозяйству

Под землей существует древний симбиоз между растениями и арбускулярными микоризными (AM) грибами. Этот союз, возникший около полумиллиарда лет назад, помог растениям выйти на сушу. Грибы проникают в корни, получая от растений углерод (в виде сахаров и жиров), а их мицелий доставляет растениям питательные вещества из почвы.

Помимо питания, AM-грибы могут значительно усиливать защиту растений от насекомых-вредителей и болезней. Возникает вопрос: могут ли растения сознательно выбирать грибковых партнеров именно по их способности повышать защиту?

Использование древнего союза

AM-грибы уже применяются в восстановлении экосистем и сельском хозяйстве для повышения урожайности и усвоения питательных веществ. Однако результаты полевых испытаний неоднородны, отчасти из-за несоответствия между потребностями растения и возможностями грибов в почве.

Выбирают ли растения грибов для обороны?

В корнях одного растения может сосуществовать множество видов грибов, каждый со своими преимуществами: одни лучше защищают, другие — питают. Исследования показывают, что растения могут «играть в фаворитов», направляя больше углерода тем грибам, которые обеспечивают больше питательных веществ.

Но в агросистемах с высоким внесением удобрений эта питательная функция грибов становится менее важной для растения. В то же время насекомые-вредители уничтожают до 20% мирового урожая зерновых. Поэтому ключевой вопрос: могут ли растения отбирать грибковых симбионтов именно для усиления защиты? На этот счет выдвинуты гипотезы для будущих исследований.

Сложности и перспективы

Ситуацию осложняет то, что атака вредителей истощает ресурсы растения, в том числе и углерод, необходимый для «оплаты» услуг грибов. Не до конца понятно, как это влияет на выбор партнера.

Тем не менее, если способность растений выбирать защитных грибковых союзников подтвердится, это откроет новые горизонты:

• Сельское хозяйство: создание более защищенных культур, снижение зависимости от синтетических пестицидов.
• Экология: более эффективное восстановление поврежденных экосистем.

Изучение этого древнего подземного симбиоза приближает нас к использованию его потенциала и напоминает о сложных взаимосвязях, поддерживающих жизнь на Земле.