قارچ های آتش دوست (قارچ های پیروفیل)

پس از اینکه آتش‌سوزی مساحت زیادی از پارک ملی اسموکیز را در امتداد خط ایالت کارولینای شمالی-تنسی آمریکا در نوامبر 2016 سوزاند، محیط‌بانان مسیرهای آسیب‌دیده را به روی بازدیدکنندگان بستند. در این میان تنها گروه‌های پژوهشی می‌توانستد به این مناطق وارد شوند و مطالعه خود را درباره قارچ های آتش دوست ردیابی کنند.

قارچ آتش دوست چیست؟

قارچ‌های آتش دوست، گونه‌ای از انواع قارچ هستند که پس از آتش‌سوزی جنگل‌ها قارچ‌ها سربرمی‌آورند و سپس با احیای جنگل ناپدید می‌شوند. آنها یک سرده قارچی از خانواده Pyronemataceae  هستند و در گونه‌های مختلفی وجود دارند که یک گونه نسبتا معروف آن دارای شکل فنجانی با رنگ صورتی تا قرمز مایل به نارنجی است و بیشتر در آمریکای شمالی یافت می‌شود.

قارچ های آتش دوست چگونه زندگی می‌کنند؟

پژوهشگران نشان دادند که آنان از  تاکتیک‌های «بدن ربایی» بلافاصله پس از آتش‌سوزی‌های جنگلی استفاده می‌کنند. در کارولینا، مناطق به شدت سوخته در طی دو ماه پس از آتش سوزی، کاملاً بی جان به نظر می‌رسیدند. وقتی گروه پژوهشی وارد این منطقه شد، سطح تخریب را باورنکردنی توصیف کرد. آنها همه جا را مرگ‌بار می‌دیدند که هیچ موجود زنده‌ای در آن یافت نمی‌شد و به هر جا نگاه می‌کردند، جز کربن سیاه رنگ نمی‌دیدند.

با این حال، زمانی که محققان چند ماه بعد دوباره به جنگل سوخته بازگشتند، قارچ های پیروفیل از خاکستر بیرون آمده بودند. آنها متوجه شدند که این قارچ‌ها به طور انبوه در همه جا ظاهر شده‌اند، و قطر آنها کمتر از یک میلی‌متر بود. محققان علاقه‌مند به مستندسازی گونه‌های قارچ‌های آتش دوست بودند که در آنجا رشد کرده بودند. به علاوه می‌خواستند  بفهمند که آنها در طول دوره‌های طولانی بین آتش‌سوزی‌های جنگلی کجا می‌روند.

مطالعات نشان داد که برخی از قارچ‌های آتش‌دوست به‌عنوان هاگ یا سایر ساختارهای مقاوم به گرما تا زمانی که شرایط خاک پس از آتش‌سوزی باعث رشد و تولید مثل شود، در خاک به خواب می‌روند. گونه‌های دیگر بین سوختگی ها در حالت رویشی وجود دارند که به تجزیه موجودات مرده یا تعامل با ریشه درختان کمک می‌کنند. اما بسیاری از قارچ‌های آتش دوست در هیچ یک از این دسته‌ها قرار نمی‌گیرند. یک نظریه این است که آنها بدن‌ربایی می‌کنند. یعنی برخی از قارچ‌ های پیروفیل در داخل میزبان خود پنهان می‌شوند.

این قارچ ها چگونه بدن ربایی می‌کنند؟

برای آزمایش این فرضیه، محققان هر چند ماه یک بار به مدت بیش از یک سال به محل سوختگی سفر می‌کردند تا از خاک و همچنین خزه‌ها و گلسنگ‌هایی که در حین بهبود جنگل رشد کرده بودند نمونه‌برداری کنند. آنها همچنین نمونه‌هایی را از مناطق نسوخته پارک برای مقایسه جمع آوری کردند. در می 2018، اعضای آزمایشگاه میلر شروع به تجزیه و تحلیل نمونه هایی کردند که جمع آوری کرده بودند. نتایج توالی‌یابی DNA در مجموع 22 گونه قارچ پیروفیل را در اسموکیز شناسایی کرد. از این تعداد، سه گونه فقط در خاک وجود داشتند، و  19 گونه باقی مانده در داخل نمونه های گیاهی از مناطق سوخته و نسوخته، یافت شدند. به این ترتیب پژوهشها نشان داد که این قارچها به صورت بدن‌ربایی (اندوفیت) زندگی می‌کنند.

خزه‌ها و گلسنگ‌ها اغلب در مکان‌های صعب العبور مانند شکاف‌های سنگ زندگی می‌کنند و احتمالا به اندازه کافی مقاوم هستند که در برابر شعله‌های جزئی مقاومت کنند، بنابراین قارچ‌هایی که در داخل این میزبان‌ها زندگی می‌کنند از نظر تئوری می‌توانند از آتش‌سوزی با شدت کم جان سالم به در ببرند. اما هنوز مشخص نیست که چگونه همه این موجودات ممکن است از طریق سوختگی متوسط ​​یا شدید باقی بمانند، و چگونه یک قارچ آتش دوست از میزبان خود فرار کند و یک جنگل سوخته را دوباره مستعمره خود سازد.

هیوز یکی از پژوهشگران بر اساس مشاهدات خود در محل سوختگی فرضیه‌ای ارائه کرده: «بعد از آتش‌سوزی، تکه‌های گلسنگ ریز متعددی را روی خاک سوخته دیدم، گویی که در حالی که درخت‌ها می‌سوختند به هوا برده شده و پس از آتش‌سوزی روی زمین نشسته‌اند. این تکه‌های گیاه سوخته ممکن است خاک را با قارچ‌هایی که در خود نگهداری می‌کنند تلقیح کنند و به قارچ‌های آتش‌دوست راهی برای ورود به خاک بدهند.»

به گفته کیت کلی ، که در دانشگاه تولین بر روی فعل و انفعالات گیاه و قارچ مطالعه می‌کند، این یک راه عملی برای قارچ پیروفیل و میزبان آن است که پس از آتش سوزی دوباره برگشته و رابطه خود را حفظ کنند . او می‌گوید: «اگر یک قطعه خزه در مکان خوبی فرود بیاید، می‌تواند کل گیاه را بازسازی کند. اگر اندوفیت در آن قطعه باشد، احتمالاً می‌تواند این گیاهان تازه رشد کرده را نیز از همان ابتدا مستعمره کند.»

میلر خاطرنشان می کند که قارچ‌های آتش دوست، پس از آتش سوزی نیز ممکن است میزبان‌های جدیدی پیدا کنند. یک قارچ می‌تواند میلیون‌ها هاگ موجود در هوا تولید کند که احتمالاً روی خزه‌ها و گلسنگ‌های مجاور فرود می‌آیند، جوانه می‌زنند و به بافت‌های این میزبان‌های جدید حمله می‌کنند.

میلر و هیوز برای بررسی اینکه آیا یافته‌های آن‌ها ممکن است در جنگل‌های دیگر نیز کاربرد داشته باشد، نمونه‌های خزه و گلسنگ را از سایر مکان‌ها در سراسر ایالات متحده تجزیه و تحلیل کردند. تعدادی از قارچ‌های آتش دوست شناسایی شده در اسموکیز، نیز به عنوان اندوفیت در ایندیانا و آلاسکا وجود داشتند. به عقیده میلر این نتیجه شگفت‌انگیز بود، زیرا «واقعاً هیچ مدرکی مبنی بر وقوع آتش‌سوزی در چند سال گذشته در آن مناطق وجود نداشت» و اگر آنها در این مناطق منتظر آتش سوزی نباشند، در آنجا چه می‌کنند؟!

کلی می‌گوید: یک احتمال این است که در حالی که بدن میزبان بین آتش‌ها نابود می‌شود، قارچ های پیروفیل از میزبان‌های گیاهی خود به عنوان منابع غذایی استفاده می‌کنند. او  خاطر نشان می‌کند که بسیاری از گیاهان و قارچ‌ها دارای روابط اندوفیتی متقابل هستند، گیاه معمولاً خانه‌ای را برای قارچ‌ها فراهم می‌کند که می‌توانند در آنجا زندگی کنند و قندها، کربن، از فتوسنتز را فراهم نماید. در عوض، قارچ اغلب آلکالوئیدهایی تولید می‌کند که برای میزبان مفید است. با این حال، برای قارچ‌ های پیروفیل بررسی‌شده در این مطالعه، مشخص نیست که چه سودی به گیاه می‌رسانند.

اما سئوال مهم هنوز پاسخ داده نشده است! نحوه تعامل این قارچ های آتش دوست با میزبانهای خود در حالیکه دهه‌ها در جنگل‌های بدون آتش‌سوزی زندگی می‌کنند، چگونه است؟