Malé půdní houby jako lék pro přírodu

Open PDF in new window.

Lena Neuenkamp 1 a Nadia I. Maaroufi 1,2*

1 Ústav rostlinných věd, Univerzita v Bernu, Bern, Švýcarsko2 Oddělení lesní mykologie a rostlinné patologie, BioCenter, Švédská univerzita zemědělských věd, Uppsala, Švédsko

Rostliny, živočichové a stejně tak i lidé si ke svému životu vybírají určité části přírody, kterým říkáme ekosystémy. Některým ekosystémům se naopak vyhýbají, například lidé kvůli horku a suchu nežijí v pouštích. Někdy se může stát, že se podmínky v ekosystému natolik zhorší, až z něj některé druhy zcela vymizí. Takové zhoršení často nastává i vlivem člověka. Někdy jsou změny dokonce natolik závažné, že neumožňují přežití téměř žádných rostlin a živočichů. Prvním krokem v obnově narušených ekosystémů bývá cílené navrácení stromů nebo jiných rostlin. Takový návrat můžou výrazně usnadnit mykorhizní houby. Ty žijí v půdě, spolupracují s kořeny rostlin a tím jim pomáhají růst rychleji a lépe odolávat nepříznivým podmínkám. Ve výsledku tak podle zjištění přírodovědců přispívají k zotavení narušených ekosystémů. V tomto článku si popíšeme, jak mykorhizní houby mohou zotavení ekosystému zrychlit a v jakých případech jsou tyto houby obzvláště nápomocné.

DEGRADOVANÉ EKOSYSTÉMY POTŘEBUJÍ NAŠI POMOC

Přirozené ekosystémy jako lesy, rašeliniště nebo stepi, plní mnoho funkcí a jsou domovem pro původní rostliny, živočichy a malinké mikroorganismy žijící v půdě. Některé ekosystémy čistí a zadržují vodu, ukládají uhlík a udržují zdravou vrstvu půdy, kde mohou růst rostliny, včetně těch, které nám poskytují potravu. Ekosystémy tyto funkce plní, pouze pokud jsou zdravé a nenarušené. Někdy ale může nastat jejich disturbance (narušení) a přestanou fungovat tak, jak by měly. Příčinou disturbancí mohou být požáry, záplavy nebo polomy stromů vlivem větru. Zdravé ekosystémy se často dokážou z takovýchto narušení zotavit, je to součástí jejich přirozené dynamiky. Ovšem pokud se disturbance vyskytují příliš často po dlouhou dobu nebo pokud jsou neobvykle silné, ekosystémy se mnohem obtížněji navracejí do původního stavu. Například les se může po velmi intenzivních polomech, kdy odumřou všechny stromy, na dlouhou dobu změnit v otevřený travinný ekosystém. Nebo třeba po dlouhých obdobích sucha mohou mít rostliny problém se zotavením, přestože se dostupnost vody plně obnoví. Pokud se vlivem narušení ekosystém změní tak, že je méně komplexní, žije v něm méně druhů, označujeme jej jako degradovaný ekosystém.

Lidé ekosystémy využívají k výstavbě sídel, pěstování plodin na polích, těžbě kamene, písku, uhlí aj. pro stavebnictví a průmysl. Tyto činnosti často narušují ekosystémy tak závažně a dlouhodobě, že se dostanou za hranu, ze které se nedokážou samovolně obnovit. Ekologové, což jsou vědci, kteří studují chování ekosystémů, mohou pomoci s obnovou degradovaných ekosystémů, s tím, aby se vrátily do lepšího stavu a opět začaly plnit původní funkce. Příkladem může být osívání opuštěných polí lučními druhy, aby se z nich staly travinné ekosystémy, nebo když zrušíme odvodnění rašelinišť, aby opět byla schopná zadržovat vodu. Ale i přes tuto snahu se může stát, že nové rostliny nerostou dobře nebo obnovovaný ekosystém vypadá jinak, než tomu bylo před jeho narušením. Proč v některých případech obnova nefunguje tak dobře jako jinde? Vědci si postupně začínají čím dál tím víc uvědomovat, že pro to, aby se ekosystém obnovil úspěšně, je potřeba se starat nejen o rostliny a živočichy, kteří žijí na povrchu, ale i o organismy, které žijí v půdě.

PROČ JSOU MALÁ STVOŘENÍ ŽIJÍCÍ V PŮDĚ TAK DŮLEŽITÁ?

Klíčovou součástí ekosystému je půda. Ta je domovem nejen rostlin, ale i mnoha malých stvoření [1]. V jedné kávové lžičce půdy může žít více organismů, než je lidí na Zemi – okolo 7.5 miliardy [2] (Obr. 1A)! Nejvíce je v půdě těch nejmenších – mikroorganismů; mezi ně řadíme hlavně bakterie a houby. Půdní mikroorganismy jsou spolu provázány různými vztahy a v ekosystému, k jehož fungování významně přispívají, mají různé funkce. Někteří z nich, kterým říkáme rozkladači, se živí odumřelými zbytky rostlin a pomáhají je rozkládat a zapravit zpět do půdy [3]. Některé půdní organismy jsou patogeni, kteří napadají kořeny a způsobují onemocnění rostlin. Jiné půdní organismy, tzv. symbionti, spolupracují s rostlinami a pomáhají jim získávat živiny. Patří mezi ně mykorhizní****houby a právě o nich vědci zjistili, ž mohou významně pomoci s obnovou degradovaných ekosystémů [4,5] (Obr. 1B).

MYKORHIZNÍ HOUBY JAKO LÉK PRO ROSTLINY

Rostliny se nemohou pohybovat a pro vyhledávání vody a živin v půdě používají kořeny. Mykorhizní houby rostlinám pomáhají z půdy získat více vody a živin a tím pádem jim pomáhají lépe růst. Kromě toho mohou mykorhizní houby kořenům pomáhat v obraně před patogeny. Na oplátku za tuto pomoc rostliny přátelské mykorhizní houby “krmí” cukry, které za pomoci slunečního záření vyrábějí v listech během fotosyntézy. Partnerství mezi mykorhizními houbami a rostlinami je tedy oboustranně prospěšné a říkáme mu symbióza. Vědci zkoumali, jestli jsou mykorhizní houby schopné pomoci s obnovou narušeného ekosystému (Obr. 2). Proces, kdy přidáváme mykorhizní houby do půdy, se nazývá inokulace. Studie, které sledovaly vliv inokulace půdy na obnovu ekosystémů ukázaly, že vysazené semenáčky stromů i vysévané trávy rostly lépe v půdě s přídavkem inokula obsahujícího mykorhizní houby [4]. Některé studie dokonce zjistily, že se na louky obnovované přidáním mykorhizních hub vrátilo více druhů rostlin.

KDY MYKORHIZNÍ HOUBY POMÁHAJÍ NEJVÍC?

Existuje více typů mykorhizní symbiózy, podle toho, které druhy hub a rostlin partnerství tvoří (Obr. 1B). Různé druhy rostlin a mykorhizních hub se liší v tom, jak moc jsou na sobě navzájem závislé, jak férově si vyměňují zdroje a jak velký užitek ze vzájemné spolupráce nakonec získají. Tím pádem výsledek obnovy ekosystému pomocí rostlin, které jsou silně závislé na mykorhizních houbách, může mnohem více záležet na pomoci mykorhizních hub, než pokud použijeme rostliny, které tyto houby tolik nepotřebují [5]. Když vědci porovnávali výsledky různých experimentů, zjistili, že v některých případech inokulace půdy obnovu ekosystému nijak výrazně neurychlila [4]. Protože i když jsou mykorhizní houby významní pomocníci rostlin, to, kdy s obnovou nejvíce pomohou, záleží na tom, o jaké rostliny a ekosystém se jedná.

Výsledky experimentů odhalily, že mykorhizní houby nejlépe pomáhají rostlinám v těchto třech případech:

CHCETE POMOCI ROSTLINÁM, KTERÉ MÁTE DOMA?

Okolo 80 % všech rostlin, včetně těch, které většinou máte doma v květináči, tvoří typ mykorhizní symbiózy, kterému říkáme arbuskulární mykorhiza. Můžete si vytvořit vlastní inokulum a pomoci tak vašim rostlinám zůstat v dobré kondici (Obr. 3). Spousta zahradníků to tak dělá. Budete potřebovat rýček, desetilitrový kyblík pro zamíchání půdy, 3-5 litrů písku, semínka trávy a jetele a 4-6 květináčů.

Kroky:

CO SI ZAPAMATOVAT?

Lidé mohou svou činností degradovat ekosystémy tak závažně, že je potřeba aktivně pomoci s jejich obnovou. Mykorhizní houby jsou důležití pomocníci, kteří mohou obnovou ekosystému podpořit tím, že rostlinám pomáhají se získáváním vody a živin a ochranou před patogeny. Existuje mnoho typů mykorhizních hub s různými vlastnostmi. Na typu ekosystému a rostlinách v něm tak závisí, které houby a za jakých podmínek mohou nejvíce pomoci s jeho obnovou.

GLOSÁŘ

Disturbance

Narušení, které změní podmínky v ekosystému. Narušuje jeho složení, strukturu a funkci. Může být přirozené (oheň po zásahu blesku, větrný polom, sopečná erupce) nebo způsobené činností člověka (těžba nerostných surovin, přeměna lesní půdy na zemědělské plantáže).

Ekosystém

Část přírody, která je obydlena různými organismy, které spolu žijí a navzájem interagují mezi sebou a s okolním prostředím.

Ekolog

Vědec, který studuje, jak ekosystémy fungují a jak organismy v ekosystému interagují mezi sebou a se svým prostředím.

Degradovaný ekosystém

Ekosystém, který byl poškozený nebo zničený, což negativně ovlivňuje organismy, které jej obývají, i jeho celkové fungování.

Rozkladači

Organismy, které se živí mrtvým rostlinným a živočišným materiálem, čímž jej rozkládají na jednotlivé živiny a tím je navracejí zpět do půdy. Rostliny pak tyto živiny opět využívají pro růst. Houby jsou jedny z nejdůležitějších rozkladačů.

Patogeny/Patogenní houbyw

Organismy, které způsobují nemoci. Například patogenní houba, která způsobuje hnědnutí listů, kvůli kterému rostlina nedokáže fotosyntetizovat.

Symbionti/ Symbiotické houby

Organismy, které žijí společně a navzájem si pomáhají. Například symbiotické mykorhizní houby žijí na kořenech rostlin a pomáhají jim se získáváním vody a živin z půdy výměnou za cukry, které rostliny vyrábějí ve svých listech.

Mykorhizní houby

Skupina hub, které žijí v půdě a na kořenech rostlin. Mykorhizní houby pomáhají rostlinám se ziskem vody a živin a obranou před patogeny. Na oplátku je rostliny “krmí” cukry, které produkují pomocí fotosyntézy.

Inokulace půdy

Přidání půdních organismů (např. mykorhizních hub) do půdy, aby rostliny lépe rostly.

Záchytné rostliny

Rostliny, které se vypěstují za účelem nalákání mykorhizních hub, které pak rostou a množí se na jejich kořenech. Namnožený houbový materiál v kořenech a okolní půdě může následně sloužit jako zdroj půdního inokula.

PŘÍSPĚVEK AUTORŮ

LN a NM vymyslely námět a napsaly první verzi článku. Obě autorky daly konečný souhlas se zveřejněním.

ZDROJE

CITACE: Neuenkamp L and Maaroufi NI (2020) Tiny Fungi in the Soil Are Like Medicine for Nature. Front. Young Minds. 8:557383. doi: 10.3389/frym.2020.557383

EDITORKA: Helen Phillips

VĚDECKÝ PORADCE: Vinuselvi Parisutham

**STŘET ZÁJMŮ: **Autoři prohlašují, že výzkum byl proveden bez vlivu jakýchkoli komerčních nebo finančních zájmů, které by mohly být vykládány jako možný střet zájmů.

COPYRIGHT © 2020 Neuenkamp a Maaroufi: toto je volně dostupný článek šířený pod licencí CC BY. Použití, šíření nebo reprodukce na jiných fórech je povoleno za předpokladu, že je uveden původní autor (autoři) a vlastník (vlastníci) autorských práv a že je citována původní publikace v tomto časopise v souladu s přijatou akademickou praxí. Použití, šíření nebo reprodukce, které nejsou v souladu s těmito podmínkami, nejsou povoleny.

MLADÍ RECENZENTI

**JOVENA, VĚK: 9 **

Mám moc ráda čtení. Obvykle čtu fantasy knížky jako ty o Harrym Potterovi. Ty jsou moje nejoblíbenější. Také ráda čtu tajemné knížky. Miluju zvířata. Ráda hraju Roblox. Baví mě hrát si s kamarády. Ráda jezdím na skateboardu a kolečkových bruslích. Mým snem je se jednoho dne stát profesionální skejťačkou. Hasta Leuago Baby!

KAVIN, VĚK: 9

Věda je důležitá a zajímavá.

**TANISHKAA, VĚK: 8 **

O vědu jsem se zajímala už od dětství. Chtěla bych prozkoumat každou část vědy. Mojí nejoblíbenější částí vědy je lidské tělo. Mám ráda vědu, protože je hodně hodně zajímavá. Chci, aby věda byla součástí mého celého života.

THUVISHA, VĚK: 13

Mám ráda vědu, protože to je něco nového a umožňuje nám objevovat spoustu věcí, které souvisí s naším každodenním životem. To je vždycky zajímavé. V našem světě vědu potřebujeme.

VETRIVEL, VĚK: 12

Rád vyrábím papírová letadla a dělám jednoduché pokusy. Rád se dozvídám nové věci o vědcích. Baví mě experimentovat a prozkoumávat nové a nové nápady.

YUTHIGA, VĚK: 8

Zajímá mě malování a hraní šachů. Vyhrála jsem třetí cenu a dostala pohár v okresním kole šachového turnaje. Moje oblíbené předměty jsou angličtina, prvouka a matematika. Trávím své prázdniny objevováním nových věcí.

AUTOŘI

LENA NEUENKAMP

Jsem rostlinná ekoložka a začala jsem se zabývat půdou, protože mi to může pomoci rozumět rostlinám. Začaly mě fascinovat mykorhizní houby a to, jak interagují s kořeny rostlin. Pracuji jako výzkumnice na Univerzitě v Bernu ve Švýcarsku. Snažím se porozumět tomu, jak disturbance a změna klimatu ovlivňují rostlinná a půdní společenstva a to, jak mezi sebou rostlina a půdní organismy interagují. Ráda bych tyto vědomosti použila k předpovídaní toho, jak dobře mohou ekosystémy fungovat a poskytovat lidem služby ve světle současných disturbancí způsobených lidskou činností a změny klimatu. *lena.neuenkamp@ips.unibe.ch

NADIA I. MAAROUFI

Jsem půdní ekoložka a zajímám se o malá stvoření žijící v půdě. Pracuji na Univerzitě v Bernu ve Švýcarsku a zároveň na Švédské univerzitě zemědělských věd v Uppsale ve Švédsku. Zajímá mě především, jak jsou půdní organismy ovlivněny přirozenými nebo lidmi způsobenými disturbancemi a jak tyto disturbance ovlivňují fungování lesních a travinných ekosystémů.

PŘELOŽILI

MICHAL CHOMA A JIŘÍ KAŇA

Jsme půdní ekologové a pracujeme na Katedře biologie ekosystémů na Přírodovědecké fakultě Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích. Mimo jiné nás zajímá, jak se ekosystémy, zejména půdy a její obyvatelé, vypořádávají s přirozenými i člověkem způsobenými disturbancemi.

FINANCOVÁNÍ (PŘEKLADY)

Tým Translating Soil Biodiversity (Překládáme půdní biodiverzitu) si cení podpory Německého centra pro integrativní výzkum biodiversity (iDiv) Halle-Jena-Leipzig financované Německou výzkumnou nadací (DFG FZT 118, 202548816).

CITACE (PŘEKLADY)

Toto je volně dostupný článek šířený pod licencí CC-BY 4.0. Použití, šíření nebo reprodukce na jiných fórech je povoleno za předpokladu, že je uveden původní autor (autoři) a vlastník (vlastníci) autorských práv a že je citována původní publikace v tomto časopise v souladu s přijatou akademickou praxí. Použití, šíření nebo reprodukce, které nejsou v souladu s těmito podmínkami, nejsou povoleny.

Doporučený formát citace: Neuenkamp L and Maaroufi NI (2025) Tiny Fungi in the Soil Are Like Medicine for Nature. (Czech translation: Michal Choma and Jiří Kaňa). Translating Soil Biodiversity & Front. Young Minds. Originally published in 2020], doi: 10.3389/frym.2020.557383

Figures

Obrázek 1: Malá stvoření žijící v půdě. Obrázek 1: Malá stvoření žijící v půdě. (A) Mikroskopické obrázky bakterií, hub, roztočů, hlístic a chvostoskoků. Hlístice jsou malí červi, roztoči vypadají jako malincí pavouci a chvostoskoci jsou malí příbuzní hmyzu, kteří obvykle umí skákat. (Autoři fotografií: Mehdi Maaroufi, Nadia I. Maaroufi, Arne Fjellberg). (B) Obrázky různých typů mykorhizy a jejich hostitelských rostlin. (1) Orchidej a orchideoidní mykorhizní houby uvnitř kořene. (2) Arbuskulární mykorhizní houba uvnitř hadince. (3) Vřesovec a erikoidní mykorhizní houba uvnitř kořene. (4) Borovice a ektomykorhizní houby na povrchu kořene (Autoři fotografií: Lena Neuenkamp, Petr Kohout, Jane Oja, Javi Puy).

Obrázek 2: Příklady výsledků projektů, kde byly pro obnovu ekosystémů použity mykorhizní houby. Obrázek 2: Příklady výsledků projektů, kde byly pro obnovu ekosystémů použity mykorhizní houby. (A) Obnova vřesoviště v Nizozemí, kde bylo cílem navrácení vřesoviště na opuštěné zemědělské pole pomocí vřesovce a erikoidně mykorhizních hub. (B) Rekultivace vápencového lomu v Estonsku, kde bylo cílem urychlit zarůstání opuštěného vápencového lomu pomocí semen trav, sena a arbuskulárně mykorhizních hub (autoři fotografií: Jasper Wubs, Tanel Vahter).

Obrázek 3: Sami si udělejte mykorhizní inokulum. Obrázek 3: Sami si udělejte mykorhizní inokulum. Nejdůležitější kroky pro výrobu vlastního mykorhizního inokula (Založeno na pokynech uvedených zde: https://orgprints.org/35308/1/symanczik-etal-2018-Mycorrhizal-fungi-as-natural-biofertilizer_technical_note.pdf).