מערכות אקולוגיות מופרעות זקוקות לעזרתנו

מערכות אקולוגיות טבעיות, כמו למשל יערות, אדמות דשא, או ביצות, מבצעות תפקודים רבים ומהוות בתים לצמחים מקומיים, לחיות ולמיקרואורגניזמים זעירים באדמה. חלק מהמערכות האקולוגיות גם מסננות ומאחסנות מים, שומרות על עודף של פחמן דו-חמצני מחוץ לאטמוספרה ומשמרות שכבת אדמה בריאה במקום שבו צמחים יכולים לגדול ולייצר פירות וירקות כמזון עבורנו. מערכות אקולוגיות מספקות את התפקודים האלה אם הן בריאות ושלמות, אך לעיתים הן מופרעות ומפסיקות לתפקד בצורה טובה. דוגמאות להפרעות כוללות שריפות, הצפות, או קריסת עצים אחרי סופות. למרבה המזל, מערכות אקולוגיות בריאות יכולות בדרך כלל להתאושש בקלות מההפרעות האלה. אך אם ההפרעות מתרחשות לעיתים קרובות לאורך תקופה ארוכה, או אם הן נעשות אינטנסיביות, למערכות האקולוגיות קשה יותר להתאושש, והן עלולות להשתנות. לדוגמה, יער עשוי להיהפך לאדמת דשא לאחר שסופה עוצמתית הפילה את כל העצים. כדוגמה אחרת, לאחר תקופה ארוכה של בצורת, צמחים עשויים להתקשות לגדול חזרה אפילו כאשר מים זמינים שוב. אם בעקבות ההפרעות מערכות אקולוגיות משתנות, נעשות פחות מורכבות ומכילות פחות מינים שחיים בהן, אנו מכנים אותן מערכות אקולוגיות מופרעות.

בני אדם משתמשים במערכות אקולוגיות למטרות שונות: ליצור מרחב לערים; לייצר מזון בשדות חקלאיים; או לחצוב אבנים, חול, או מתכות לבנייה ולתעשייה. לעיתים קרובות הפעילויות האנושיות האלה מפריעות למערכות אקולוגיות באופן חמור וממושך כל כך, עד שהמערכות האקולוגיות נדחקות מעבר לקצה, עד למקום שממנו הן לא יכולות להשתקם ללא סיוע. אקולוגים, שהם מדענים שחוקרים כיצד מערכות אקולוגיות מתפקדות ויכולות להוות בית למינים רבים, יכולים לסייע לשקם מערכות אקולוגיות מופרעות, ולעזור להשיב את בריאותן ואת תפקודיהן. כשאקולוגים משקמים מערכות אקולוגיות, הם עשויים לנטוע עצים כדי לסייע ליער להשתקם אחרי שעצים נכרתו לייצור מוצרי עץ, או לזרוע זרעים במטרה לסייע לאדמות דשא להשתקם לאחר שהן שימשו בתור שדות חקלאיים. אפילו עם העזרה הזו, לעיתים צמחים חדשים לא גדלים טוב, או שאחרי השיקום המערכת האקולוגית נראית שונה לעומת איך שהייתה לפני ההפרעה. מדוע לעיתים שיקום לא פועל טוב כמו בפעמים אחרות? לאחרונה, אקולוגים התחילו להבין ששיקום מוצלח של מערכת אקולוגית צריך לדאוג הן לצמחים ולחיות שמעל לאדמה הן לאורגניזמים שחיים מתחתיה.

מדוע היצורים הקטנים שחיים באדמה חשובים כל כך?

מאחר שצמחים לא יכולים לנוע, הם משתמשים בשורשיהם כדי לחפש חומרי מזון ומים באדמה. האדמה היא חלק חשוב מהמערכת האקולוגית, והיא סביבת המחיה של הרבה יצורים קטנים [1]. בכפית אחת של אדמה יש יותר אורגניזמים מכמות האנשים שנמצאים על כדור הארץ = בסביבות 7.5 מיליארד [2] (איור 1A)! היצורים הקטנים האלה מְתַקְשְׁרִים זה עם זה ותורמים לתפקוד של המערכת האקולוגית, כך שככל הנראה הבריאות של האורגניזמים שנמצאים באדמה חשובה לשיקום המערכת האקולוגית. האורגניזמים השכיחים ביותר באדמה הם חיידקים ופטריות. חלק מהם, שנקראים מפרקים, ניזונים מצמחים מתים ומסייעים לפרק את החומר הצמחי עד שהוא נהפך שוב לאדמה [3]. חלק מהאורגניזמים באדמה, שנקראים פָּתוֹגֶנִים, יכולים לתקוף שורשי צמחים ולגרום לצמחים לחלות. אורגניזמים אחרים באדמה, שנקראים סִימְבְּיוֹנָטִים, משתפים פעולה עם צמחים על ידי החלפת חומרי מזון איתם. פטריות מִיקוֹרִיזָה הן קבוצה אחת של סימביונטים שחוקרים מאמינים כי היא מסייעת לשיקום של מערכת אקולוגית [5 ,4] (איור 1B).

פטריות מיקוריזה – כמו תרופות חזקות לצמחים

פטריות מיקוריזה יכולות לעזור לשורשי צמחים לאסוף יותר חומרי מזון ומים מהאדמה, ובכך לסייע לצמחים לגדול טוב יותר. אם כן, נקרא להן מעתה פטריות סייעות. פטריות סייעות אלה יכולות גם להגן על צמחים כנגד פתוגנים שעשויים לגרום למחלות צמחים! בתמורה לתועלות שפטריות סייעות מספקות, צמחים נותנים לפטריות סייעות חלק מהפחמן שלהם – חומר מזון שצמחים מייצרים בסיוע של אור במהלך פוטוסינתזה. שיתוף פעולה בין צמחים לפטריות הוא מצב שבו שני הצדדים מרוויחים, שנקרא סימביוֹזה. אקולוגים בחנו את ההשפעות של פטריות סייעות על סיוע לשיקום מערכת אקולוגית (איור 2). התהליך של הוספת פטריות סייעות לאדמה נקרא אינקוּלציית אדמה. מחקרים שבוחנים את ההשפעות של אינקולציית אדמה על שיקום של מערכת אקולוגית הראו ששתילי עצים ודשא שנשתלו מחדש, גדלו טוב יותר כאשר הוספו פטריות סייעות לאדמה [4]. כמו כן המחקרים הראו שאדמות דשא ששוקמו על ידי הוספת פטריות סייעות היו עשירות יותר במינֵי צמחים.

כוחן המגוּון של פטריות סייעות

בין פטריות סייעות לבין צמחים מתקיימים סוגים שונים של שיתופי פעולה, כתלות באֵילוּ מינֵי פטריות הכי שכיחים במערכת אקולוגית מסוימת (איור 1B). צמחים ופטריות סייעות שונים במתי וכמה הם זקוקים זה לזה, ובאיזו מידת הוגנוּת הם מחליפים משאבים ונתרמים זה מזה. אם כן, שיקום של מערכות אקולוגיות עם צמחים שתלויים מאוד בפטריות סייעות עשוי להזדקק לפטריות מיקוריזה בתור תרופה, יותר ממערכות אקולוגיות אחרות שבהן צמחים עצמאיים יותר ביחס לפטריות הסייעות [5]. כאשר מדענים התבוננו בכל ניסויי שיקום המערכות האקולוגיות שהשתמשו בפטריות סייעות, הם מצאו שהתועלות של הוספת פטריות סייעות השתנו בין מחקרים שונים [4]. פטריות סייעות הן תרופה טובה עבור צמחים, אך התשובה לשאלה מתי הן הכי מועילות תלויה בצמחים ובמערכת האקולוגית.

המדענים הסיקו שפטריות סייעות היו הכי מועילות בשלושת התנאים האלה:

• עבור צמחים שמספקים מחסה לחיידקים בשורשיהם, מה שהופך את הצמחים לרעבים מספיק בשביל שניים – עבור עצמם ועבור החיידקים (כמו צמחי אפונה ושעועית);
• עבור צמחים שמתקשים למצוא חומרי מזון מאחר ששורשיהם גדולים מדי מכדי להגיע לנקבוביות קטנות באדמה, שם נמצאים חומרי מזון רבים (כמו דשאים קטנים);
• עבור צמחים שגדלים על אדמות שהן גם מופרעות באופן חמור, וגם דלות בחומרי מזון.

רוצים לסייע לצמחי הבית שלכם?

לכ-80% מכל הצמחים – אפילו הצמחים שנמצאים בעציצים בביתכם – יש סימביוזה עם סוג אחד של פטריות סייעות, שנקרא פטריות מיקוריזה ארבוּסקוֹלרית. תוכלו לשמור על הצמחים שלכם בריאים על ידי יצירת תרכּיב משלכם של פטריות מיקוריזה ארבוסקולרית (איור 3). גננים רבים כבר עושים זאת! תצטרכו אֵת חפירה, דלי של 10 ליטר לערבוב האדמה, 5-3 ליטרים של חול, זרעים של דשא וצמחי תלתן, ו-6-4 עציצים.

הצעדים:

• בחירת צמחים: בחרו צמח אחד או שניים מגינתכם שיוצר סימביוזה עם מיקוריזה ארבוסקולרית (דשא או צמח תלתן), ושלפו אותם החוצה עם כמות נאה של אדמה שנמצאת סביב לשורשים.
• תרכיב המקור: הסירו עלים וגבעולים משני הצמחים, חתכו את שורשיהם לפיסות קטנות וערבבו היטב גם את כל השורשים והאדמה. זהו תרכיב המקור שלכם, שאותו נכפיל כך שלא נצטרך לעקור יותר מדי צמחי גינה כדי ליצור את התרכיב.
• הכפלת תרכיב: ערבבו את תרכיב המקור עם חול (חלק אחד של תרכיב עם חלק אחד של חול, או אפילו חלק אחד של תרכיב עם שני חלקים של חול) ושימו אותו בתוך עציצי הפרחים. הוסיפו את שורשי הדשא והתלתן לעציצים, השקו אותם, ותנו להם לגדול במשך חודשיים-ארבעה חודשים. המינים ששתלתם נקראים צמחי פתיון מאחר שהם מושכים פטריות מיקוריזה ארבוסקולרית. כאשר צמחי הפתיון מתחילים לגדול, פטריות המיקוריזה הארבוסקולרית יאכלסו את שורשיהם ואוכלוסיית הפטריות תגדל. ככל שהצמחים גדלים ארוכים יותר, כך יהיו באדמה יותר פטריות.
• קציר התרכיב: אחרי בין חודשיים לארבעה חודשים, הסירו את כל העלים מצמחי הפתיון, חתכו את שורשיהם לפיסות קטנות וערבבו אותם עם האדמה. כעת התרכיב מוכן ואפשר להוסיפו בכמויות קטנות לצמחי העציצים שלכם – יבש או מעורבב במים.

סיכום

פעילויות אנושיות יכולות להפריע למערכות אקולוגיות בצורה חמורה כל כך שמערכות אלה יהיו זקוקות לסיוע כדי להשתקם. פטריות מיקוריזה הן פטריות סייעות עבור צמחים שיכולות לתמוך בשיקום של מערכת אקולוגית, מאחר שהן מסוגלות להגדיל את כמות חומרי המזון שהצמחים צורכים, ולהגן על צמחים כנגד מחלות או בצורת. ישנם סוגים שונים של פטריות סייעות עם תכונות שונות, והתשובות לשאלות אֵילוּ פטריות סייעות הן הכי חזקות עבור שיקום מערכת אקולוגית ומתי, תלויות בצמחים ובמערכת האקולוגית.

תרומת המחברת

LN ו-NM הגו את הרעיון המקורי וכתבו את הטיוטה הראשונה של כתב היד. שתי הכותבות נתנו אישור סופי להגשה.

מילון מונחים

מערכת אקולוגית (Ecosystem): ↑ סביבה שמאוכלסת על ידי אורגניזמים שונים שחיים יחד ומְתַקְשְׁרִים זה עם זה.

מערכת אקולוגית מופרעת (Degraded Ecosystem): ↑ מערכת אקולוגית שניזוקה או נהרסה, מה שמשפיע באופן שלילי על האורגניזמים שחיים בה, ומחבל בתפקודה.

אקולוג (Ecologist): ↑ מדען שחוקר כיצד מערכות אקולוגיות מתפקדות, וכיצד האורגניזמים במערכת האקולוגית מְתַקְשְׁרִים זה עם זה ועם הסביבה.

מפרקים (Decomposers): ↑ אורגניזמים שניזונים מחומר צמחי מת ומבעלי חיים מתים, ועל ידי כך מפרקים חומר זה לחומרי מזון שונים שהוא מורכב מהם עד שהוא נהפך שוב לאדמה. צמחים, בתורם, לוקחים את חומרי המזון באדמה ומשתמשים בהם כמזון. הרבה מהמפרקים הם פטריות.

פתוגנים/ פטריות פתוגניות (Pathogens/ Pathogenic Fungi): ↑ אורגניזמים שגורמים למחלות, לדוגמה פטרייה פתוגנית שגורמת לעלי צמחים להפוך לחומים ולא להיות מסוגלים לבצע פוטוסינתזה.

סימביונטים/ פטריות סימביוטיות (Symbionts/ Symbiotic Fungi): ↑ אורגניזמים שחיים יחד ומסייעים זה לזה. לדוגמה, פטריות סימביוטיות, כמו למשל פטריות מיקוריזה שחיות בשורשי הצמחים ומסייעות לצמחים בהטמעת חומרי מזון מהאדמה בתמורה לפחמן שמיוצר על ידי הצמחים בתוך עליהם.

פטריות מיקוריזה (Mycorrhizal Fungi): ↑ קבוצת פטריות שחיות באדמה ובשורשי צמחים. פטריות מיקוריזה מסייעות לצמחים בהטמעת חומרי מזון ועמידוּּת כנגד בצורת או מחלה שנגרמות על ידי פטריות אחרות, ובתמורה הן מקבלות מזון מהצמחים.

אינקולציית אדמה (Soil Inoculation): ↑ הוספת אורגניזמים של אדמה (למשל, פטריות מיקוריזה או חיידקים) לאדמה במטרה לגרום לצמחים לגדול מהר יותר.

צמחי פתיון (Bait Plants): ↑ צמחים שמשמשים כפתיון למשיכת פטריות מיקוריזה לשורשיהן, שם פטריות אלה מתרבות וגדלות. החומר הפטרייתי המוכפל בשורשים ובאדמה הסובבים יכול לשמש לייצור תרכיב פטרייתי.

הצהרת ניגוד אינטרסים

המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהעדר כל קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.