Under jordoverfladen findes enorme netværk af svampe, som hjælper planter med at optage næring og vand. Samtidig er de med til at flytte kulstof ned i jorden og kan derfor spille en vigtig rolle i reguleringen af klimaet.
Nu har forskere for første gang kortlagt, hvor disse underjordiske svampenetværk findes globalt, og hvor omfattende de er.
Studiet er offentliggjort i tidsskriftet Science og handler om arbuskulære mykorrhizasvampe, ofte forkortet AM-svampe. Det er en gruppe svampe, som lever i samspil med de fleste planter på jorden.
Sammen med studiet har forskerne lanceret en interaktiv visualisering, hvor man kan gå på opdagelse i omfanget af denne skjulte, biologiske infrastruktur. Kortene skal blandt andet hjælpe forskere, myndigheder og beslutningstagere med at finde områder, hvor svampenetværkene trives, og områder hvor de kan være truet.
Kæmpe svampenetværk
Ifølge forskerne indeholder de øverste jordlag på verdensplan cirka 110.000.000 milliarder kilometer netværk af AM-svampe. Netværkene består af mikroskopiske, trådlignende strukturer, som kaldes hyfer.
Til sammenligning svarer den samlede længde til næsten en milliard gange afstanden fra Jorden til Solen.
Forskerne vurderer også, at netværkene hvert år flytter omkring fire milliarder ton CO2-ækvivalenter ned i jorden. Det svarer til cirka 11 procent af de menneskeskabte CO2-udledninger.
Særligt græsarealer spiller en stor rolle. Cirka 40 procent af Jordens infrastruktur af AM-svampe vurderes at findes i græslandsområder. Forskerne peger blandt andet på oversvømmede græsarealer i Sydsudan, Everglades i Florida og det tibetanske plateau som områder med særligt tætte netværk.
Landbrugsjord har færre svampenetværk
Et af studiets væsentlige resultater er, at store dyrkede landbrugsarealer i gennemsnit ser ud til at have cirka den halve tæthed af svampenetværk end naturlige økosystemer.
Det kan få betydning for jordens evne til at lagre kulstof, omsætte næringsstoffer og modstå tørke, varme og andre former for miljøstress.
AM-svampe lever i et gensidigt samarbejde med planter. Planterne leverer kulstof til svampene gennem fotosyntesen, mens svampene til gengæld hjælper planterne med at optage vand og næringsstoffer fra jorden.
Forskerne anslår, at AM-svampe danner partnerskaber med omkring 70 procent af alle plantearter i verden.
Et underjordisk kredsløb
Mykorrhizasvampe bliver ofte beskrevet som en slags underjordisk kredsløb. De transporterer kulstof, næringsstoffer og vand gennem jorden og forbinder planter med et langt større jordvolumen, end rødderne selv kan nå.
I sunde jorde kan svampenetværkene øge planternes effektive søgeområde efter næringsstoffer med op til 100 gange. De kan også levere mere end 80 procent af en plantes behov for fosfor.
- Det er svært at overdrive betydningen og størrelsen af disse svampe, siger studiets hovedforfatter, Dr. Justin Stewart fra Society for the Protection of Underground Networks, SPUN.
Han peger på, at der kan være op til 10 meter mykorrhizanetværk i blot en teskefuld jord.
Over 16.000 jordprøver
For at udarbejde de nye kort har forskerne samlet målinger fra mere end 16.000 jordprøver fra hele verden. Derefter har de brugt maskinlæring og miljødata fra blandt andet ørkener, tundra, skove og græsarealer til at forudsige tætheden af svampenetværk i områder, hvor der endnu ikke er taget prøver.
Forskerholdet har også samarbejdet med Physics of Behavior-gruppen på forskningsinstituttet AMOLF. Her har man brugt robotbaseret billedanalyse til at undersøge mere end 300.000 levende AM-svampehyfer dyrket under laboratorieforhold.
På den baggrund har forskerne estimeret både den samlede længde og biomasse af de globale svampenetværk.
Analysen viser, at netværkene samlet indeholder omkring 300 megaton kulstof. Det svarer til fire til seks gange massen af alle levende mennesker.
Klodens skjulte svampeinfrastruktur
For at gøre resultaterne lettere tilgængelige har forskerne samarbejdet med datavisualiseringsdesigneren Moritz Stefaner om at udvikle Mycorrhizal Infrastructure Map.
Kortet giver ifølge forskerne det hidtil mest detaljerede globale billede af Jordens underjordiske svampeinfrastruktur. Beregningerne er lavet for hver kvadratkilometer landjord, dog uden iskapper og områder, hvor datagrundlaget er for usikkert.
Data fra kortlægningen er gjort offentligt tilgængelige, så regeringer, forskere og andre beslutningstagere kan bruge dem til at overvåge sundheden i de underjordiske svampesamfund.
Græsarealer er særligt vigtige
Forskerne peger samtidig på, at mange vigtige svampeområder er sårbare.
Græsarealer indeholder en stor del af verdens AM-svampebiomasse, men er samtidig blandt de mindst beskyttede økosystemer. Ifølge forskerne bliver græsarealer omdannet til landbrugsjord fire gange hurtigere end skove.
Tidligere forskning fra SPUN har vist, at 95 procent af de vigtigste biodiversitetsområder for AM-svampe ligger uden for beskyttede naturområder.
For Dr. Toby Kiers, evolutionsbiolog og direktør for SPUN, understreger resultaterne behovet for at tænke svampe ind i både klima- og naturpolitik.
- Svampe er blevet overset i klima- og naturbeskyttelse alt for længe. Nu er tiden inde til at ændre den kurs, siger hun.
Stadig store huller i vores viden
Selv om de nye kort viser, at Jordens underjordiske svampenetværk er langt mere omfattende, end mange måske forestiller sig, viser studiet også, at der stadig mangler viden.
Store dele af verden er endnu ikke undersøgt med jordprøver. Derfor ser forskerne kortlægningen som et første skridt mod en bedre forståelse af et af klodens vigtigste, men mindst synlige økosystemer.
Biologen Dr. Merlin Sheldrake, der er medforfatter til studiet, beskriver svampenetværkene som et planetært transportsystem, der har formet livet på Jorden i hundredvis af millioner år.
Ifølge ham kan en bedre forståelse af svampenes rolle blive vigtig i arbejdet med både fødevaresikkerhed, jordfrugtbarhed og klimaudfordringer.
