Mengapa para ilmuwan ingin memetakan jamur dunia

Jaringan luas jamur bawah tanah mikroskopis memainkan peran penting dalam ekosistem Bumi – dan banyak yang tidak kita ketahui tentang mereka.

Lebih dari seperempat spesies Bumi hidup di tanah bawah tanah, termasuk jaringan jamur yang membantu menyimpan sejumlah besar karbon, menyediakan sebagian besar nutrisi yang dibutuhkan tanaman untuk bertahan hidup dan memungkinkan tanaman menerima sinyal penting dari yang lain.

Sekarang, tim ilmuwan meluncurkan upaya pertama untuk memetakan jamur mikoriza dunia, sebuah proses yang mereka harapkan dapat mengidentifikasi keanekaragaman hayati jamur untuk konservasi, meningkatkan pemahaman tentang bagaimana spesies ini berinteraksi dalam ekosistem dan melestarikan lebih banyak karbon tanah. .

Jaringan jamur ini telah menjadi titik buta global dalam agenda konservasi dan iklim. Toby CARES, seorang ahli biologi evolusioner dan profesor di Universitas Vrije Amsterdam, yang ikut mendirikan SPUN, dan berkata Asosiasi Perlindungan Jaringan Terestrial.

“Kita perlu mengetahui hotspot keanekaragaman hayati. Di mana letak hutan hujan Amazon di bawah tanah?” kata Keres.

Sebagian besar jamur ini berada di bawah tanah dan terlalu kecil untuk dilihat tanpa mikroskop – tetapi jumlahnya melimpah. Segenggam tanah mengandung jaringan jamur berbentuk tabung yang akan membentang 60 mil jika diregangkan, kata Keres.

Tukang kebun mungkin mengenali jamur mikoriza – diucapkan My-core-eye-zal – sebagai rambut putih yang memanjang dari akar pohon dan tanaman lain, menempel pada gumpalan kotoran seperti rambut tua yang berserabut. Dikumpulkan berlapis-lapis, mereka adalah jaringan besar hifa jamur yang disebut miselium.

Keres menggambarkan keterjeratan mikoriza sebagai “sistem tabung kontinu” yang bercabang, menyatu, dan mengalir dengan nutrisi seperti nitrogen dan fosfor.

“Kami mengikuti mereka seolah-olah mereka adalah sungai,” kata Keres, menambahkan bahwa nutrisi dapat mengalir ke lebih dari satu arah.

Jaringan, yang biasanya berbagi hubungan yang saling menguntungkan dengan tanaman yang terkait, merupakan dasar bagaimana hutan dan ekosistem lainnya berfungsi.

“Jamur secara signifikan memperluas sistem akar pohon,” kata Colin Avril, salah satu pendiri SPUN dan kepala ilmuwan di ETH Zürich. Beberapa membantu menguraikan tanaman dan hewan yang mati dan mendaur ulang nutrisi.

Cara para ilmuwan berbicara tentang makhluk mungkin terdengar seperti mitos.

Tanpa rimpang, tanaman tidak akan mencapai tanah. Ratusan juta tahun yang lalu, semua tumbuhan adalah air Sampai kemitraan dengan jamur mikoriza memungkinkan mereka untuk menetap di Bumikata Kiers.

Tanaman dapat menerima sinyal kimia melalui jaringan, yang membantu mereka berbagi sumber daya, belajar dari tetangga tentang hama, dan mendapatkan peringatan tentang pesaing, Studi terbaru menunjukkan. Pekerjaan perintis oleh ilmuwan Kanada Susan Simard dan yang lainnya telah membalikkan gagasan bahwa pohon adalah pesaing tunggal yang menghadap ruang angkasa, air, dan sinar matahari di hutan.

Sebaliknya, kata Avril, melalui jaringan jamur, “pohon mungkin benar-benar bekerja sama sebagai unit keluarga.” Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk lebih memahami sifat hubungan.

SPUN bertujuan untuk memetakan jaringan jamur dunia menggunakan pembelajaran mesin untuk mengidentifikasi hotspot keanekaragaman hayati dan kemudian bekerja dengan ilmuwan lokal untuk mengumpulkan sampel di lokasi terpencil yang belum pernah dikumpulkan sebelumnya.

DNA dari setiap spesies jamur dalam sampel akan diekstraksi, diurutkan dan kemudian dipetakan ke lokasinya, memberi para ilmuwan hitungan spesies yang menghuni tempat itu. Para ilmuwan berencana untuk menggabungkan informasi dengan data tentang iklim di sekitarnya dan tutupan vegetasi untuk lebih memahami pola di ekosistem yang berbeda.

Organisasi nirlaba, yang baru-baru ini menerima sumbangan $3,5 juta dari Jeremy dan Hannelore Grantham Environmental Fund, berharap dapat mengumpulkan 10.000 sampel tanah selama 18 bulan ke depan.

Ini pekerjaan yang tidak akan dilakukan tanpa kemajuan terbaru dalam pengurutan genetik, yang memungkinkan para ilmuwan untuk melihat susunan genetik spesies yang tepat ini.

“Kami tidak benar-benar memiliki alat untuk melihat keragaman dan jenis organisme yang hidup di bawah tanah,” kata Avril. “Sekarang rasanya seperti kita berada di dalam tanah.”

Mikroorganisme – termasuk bakteri dan jamur – memainkan peran penting dalam siklus karbon, dan kemampuan untuk menganalisis dengan cepat apa yang hidup di dalam tanah memberikan pemahaman yang lebih dalam tentang perubahan iklim kita dan solusi yang mungkin.

“Ini benar-benar batasan,” kata Serita Fry, ahli mikrobiologi dan profesor di University of New Hampshire, yang tidak terlibat dalam proyek tersebut. “Ini benar-benar tidak dapat dilebih-lebihkan. Ada banyak hal yang belum kita ketahui tentang apa yang terjadi di bawah tanah.”

Fry mengatakan proyek pemetaan dapat membantu mengisi pemahaman para ilmuwan tentang komunitas mikroba dan membantu menargetkan area yang layak dilestarikan.

“Pemetaan makroorganisme jenis ini sudah dilakukan sejak lama. Ide pemetaan mikroorganisme adalah ide yang sama sekali baru dan baru bisa kami lakukan dalam lima hingga delapan tahun terakhir,” kata Frey.

Saat dunia menghangat, memahami bagaimana jamur akar dan mikroorganisme lain berinteraksi dengan tanah mungkin penting untuk memperlambat pemanasan dan beradaptasi dengan iklim baru.

“Kami baru saja memahami peran besar yang dimainkan mikroba dalam siklus karbon global, yang memiliki implikasi penting bagi iklim dan iklim di masa depan,” kata Fry. “Bagaimana Anda mengelola mikroba ini akan menjadi sangat penting.”

Jamur mendorong pertumbuhan tanaman, menyerap karbon di pohon dan spesies tanaman lainnya. Mereka juga membantu mengubur dan menyimpan karbon di dalam tanah.

Sekitar 75 persen karbon terestrial ada di dalam tanah, dan para ilmuwan ingin mempertahankannya di sana dengan mempertahankan hotspot keanekaragaman hayati ini.

“Kami memiliki penyerap karbon yang luar biasa,” kata Kiers. “Kita tidak bisa kehilangan dia.”

Mereka juga mengeksplorasi modifikasi apa pada sistem yang dapat meningkatkan penyerapan karbon atau mengurangi penggunaan pupuk di pertanian, yang dapat menimbulkan biaya lingkungan.

“Ada perbedaan tiga dimensi dalam seberapa cepat pohon tumbuh, tergantung pada jamur yang hidup di tanah itu,” kata Avril. “Bisakah kita mempercepat penangkapan karbon di hutan dengan mengatasi rimpang yang hidup di tanah hutan?”