کشف شبکه اینترنت درختان

 کشف شبکه اینترنت درختان

یا

کشف شبکه گسترده چوبی(Wood Wide Web)

از

محمد فتاحی

•    wood wide web  اصطلاح جدیدی است برای توصیف شبکه های زیرزمینی قارچ های روی ریشه های گیاهان با میلیونها موجود زنده در یک اکوسیستم جنگلی است تا از این طریق با همدیگر ارتباط برقرار سازند. این شبکه ها را شبکه های میکوریزی می نامند.

 با افتادن سیبی از درخت بر سر نیوتن جوان که در باغ خودشان نشسته بود ، ناگهان نظریه جاذبه زمین به ذهنش خطور کرد وقانون جاذبه را کشف کرد.

• این اتفاق برای میلیونها انسان روی کره زمین روی داده ، اما اتفاق خاصی نیفتاده است.

                                    شکل شماره 1 درخت سیب  400 ساله  که نیوتن از آن الهام گرفت

کاشف شبکه اینترنتی درختان :

این بار تیز هوشی و فراست دختر جوانی که در یکی از شهرهای جنگلی کانادا که غالبا با پدر و برادرش در جنگل قدم میزده و از شاخه‌های افتاده  درختان ، قلعه می‌ساخت،یا قارچ‌ها و هاکلبری را جستجو می‌کرد و گهگاه مشت‌هایی خاک می‌خورد (طعم را دوست داشت).  این دختر سوزان سیمارد نام داشت ، عاشق طبیعت شده،  تصمیم میگیرد در( 1) عرصه جنگلها ادامه تحصیل دهند.

سوزان سیمارد هم اکنون یکی از دانشمندان کانادایی و استاد دپارتمان علوم جنگل و حفاظت دانشگاه بریتیش کلمبیا است.

ایشان برای اولین بار در جهان (1990) راز شبکه گسترده چوبی درختان جنگلی در زیر زمین را کشف کرد (  The wood wide web ) و اعلام کرد :

  چگونه درختان با یکدیگر صحبت می کنند ؟

 چگونه به یکدیگر کمک می کنند ؟

 شکل شماره 2  تصویری از یک درخت مادر با شبکه های گسترده ریشه و ریزوبیوم در زیر خاک

این شبکه پیچیده گسترده زیر زمینی از ریشه ها و قارچ های میکوریز تشکیل شده و 500 میلیون سال در طبیعت  قدمت دارد و به تازه گی  این راز نهفته در دل طبیعت (   با نامهای متفاوتی مانند شبکه گسترده چوبی ،  اینترنت گیاهان ،شبکه اینترنت زیر زمینی  درختان ، شبکه ارتباطی پیچیده طبیعت، بزرگراه اطلاعاتی پنهان درختان ، دنیای پنهان ریشه های درختان) کشف شده است.

 رابطه بین وب جهانی  با  وب گسترده درختان : 

شبکه جهانی وب را (  wolrd wide web  )  حدود 50 سال است وارد عرصه جهانی شده است ، به مدد آن جهان بصورت یک پارچه در ابعاد اجتماعی، اقتصادی و سیاسی از آن بهره مند و جهان را متحول کرده اند.

با این اختراع سیمارد، شبکه گسترده چوبی (  The wood wide web ) درعلوم جنگل ، که سه دهه از عمر آن میگذرد ،ممکن است  به عملکردهای مشابه شبکه جهانی وب که هم اکنون در جوامع انسانی رواج دارد، ارتقا یابد.  پیشرفت در این زمینه بسته به نیاز جوامع بشری به اکوسیستمها برای حفاظت ، احیاء ،  توسعه جنگکاریها و تغییرات آب و هوایی در ابعاد جهانی دارد.

 چگونه این راز نهفته در دل خاک کشف شد.

 سیمارد زمانی که در مقطع کارشناسی ارشد در دانشگاه ایالتی اورگان تحصیل می کرد،  متوجه شد با قطع درختان و پاکسازی جنگل و کاشت دوباره نهالها درعرصه های خالی ، رشد  بعضی نهالهای کاشته شده کمتر از نهالهای طبیعی جنگل بوده و نسبتا آسیب پذیرتر هستند . سیمارد متوجه شد که تا 10 درصد از نهالهای کاج دوگلاس که تازه کاشته شده بودند، هر زمان نزدیک درخت توس  وبلوط  چوب پنبه  قرار داشتند، احتمالاً بیمار  و می‌میرند. دلایل نامشخص بود. نهال های کاشته شده فضای زیادی داشتند و نور و آب بیشتری نسبت به درختان جنگل های قدیمی و انبوه دریافت می کردند. پس چرا آنها اینقدر ضعیف بودند؟ بعد از شک و تردیدها دریافت، ممکن است پاسخ در زیر زمین منطقه جنگلی نهفته باشد. سیمارد تز دکترای خود را در این زمینه انتخاب کرد و غالب همکاران و سایر استادان با بی میلی به آن می نگریستند ، اما چون سیمارد به نحوه تعامل بین نهالهای درختان توس و کاج دوگلاس علاقه مند شده بود، تلاش کرد این راز نهفته را دریابد.

تا نهایتا به راز نهفته قارجهایی که روی ریشه درختان در زیر زمین ( 2) بودند و به آنها میکوریز گفته میشدند ، پی برد و نتیجه آن همانند بمبی در جهان به صدا درآمد و از طریق رسانه های مختلف با عناوین اینترنت پنهان درختان ، شبکه ارتباطی پیچیده طبیعت و غیره به صدا درآمد .

درختان از طریق شبکه های میکوریزی می توانند  به تبادل اطلاعات و منابعی نظیر آب و مواد مغذی بین همدیگر و از همه مهمتر تبادل تهدیدات احتمالی مانند بیماریها، خشکسالیها یا حملات حشرات را به اشتراک بگذارند. و همه از این نوع تبادلات بهره مند گردند .

 نهایتا دانشمندان نام این شبکه ارتباطی را “Wood Wide Web” گذاشته اند، زیرا توسط درختان برای انتقال اطلاعات و به اشتراک گذای منابع  (4 ) استفاده می شود،  درست مشابه نحوه استفاده انسان از شبکه جهانی وب

  مطالعات بعدی در بریتیش کلمبیا نشان داده که هر درخت مادر می تواند با 40 درخت دیگر متصل  و تبادل اطلاعات نمایند.

 بالا بردن شانس بقای درختان :

یکی از مهمترین فواید این ارتباطات، بالا بردن شانس بقای درختان از طریق کمک به دفاع در برابر تهدیداتی مانند خشکسالی ،حمله حشرات ، برگخوارها و بیماریها خواهkدبود.   

به عنوان مثال:

1 –  در آفریقا، زرافه ها معمولاً از برگ درختان اقاقیا تغذیه می کنند. در واقع، زرافه می تواند تنها در یک روز تا 29 کیلوگرم برگ و شاخه اقاقیا را بخورد. بنابراین شانس بقای درختان را کاهش می دهند . بنابراین درختان اقاقیا قبل از آنکه همه برگهای درختانشان خورده شوند ، شروع به ترشح تانن می کنند تا زرافه ها از خوردن برگ هایشان خودداری کنند.

2 – درختان همچنین یاد گرفته اند با تشخیص حملات حشرات، فرمون‌هایی را آزاد کنند و به سایر درختان مجاور در مورد خطر قریب‌الوقوع هشدار ‌دهند تا فرمون‌های خود را آزاد کنند وحشرات را دفع گردند.

3 – کمک به رشد نهالها

درختان بزرگتر می توانند مواد مغذی، قندها و آب را با درختان کوچکتر از طریق شبکه های میکوریزی زیرزمینی به اشتراک بگذارند.

4 – نهالهایی که در قسمت های سایه درختان بزرگ قرار میگیرند در تهیه مواد عذایی دچار مشکل میکردند ، در این حالت درختان بزرگتر از طریق شبکه میکوریزی به آنها کمک می نمایند. مانطوریکه در جوامع انسانی والدین برای رشد و بقای فرزندانشان تلاش می کنند ، درختان بزرگتر شانس موفقیت نهالهای ریز را تصمین و همین امر موجب حفظ تعادل آینده اکوسیستمها  میگردند.  

پیوستگی گیاهان و شبکه میکوریزها از دیرباز موضوع تحقیقات علمی بوده است. اما در سال‌های اخیر، با پیشرفت‌های فناوری و تحقیقات بیشتر میرود دنیای جدیدی را برای حفاظت ، احیا و توسعه جنگلها فراهم نمایند  و منبعد دریابیم که در زیر پای تک تک ماها ،که وارد طبیعت میگردیم یک بزرگراه اطلاعاتی عظیم نهفته است. بکوشیم با یاری همدیگر از این شبکه های زیر زمینی بهتر از گذشته محافظت نماییم. 

 پروفسور توماس کروتر و تیم دانشمندانش از آزمایشگاه کروتر در زوریخ، سوئیس و دانشگاه استنفورد با به کارگیری  ( 3) ماشینی برای ترسیم این شبکه پیچیده از قارچ ها و باکتری ها استفاده کردند تا درختان را به هم پیوند دهند. تا داده‌های کلیدی را در مورد تمام حیات در سیاره زمین  فراهم نمایند .

پروفسور توماس کروتر معتقد است همانطوریکه  دستگاه ام ار ای ، اسکن مغز انسان را تهیه و اطلاعات ذیقیمتی را در اختیار پزشکان برای مداوا قرار میدهند، شبکه گسترده چوبی نقشه جهانی قارچ های زیرخاک،  بتواند تحول بزرگی درعملکرد اکوسیستمهای جهانی را در غلوم جنگل فراهم نمایند. 

پایگاه دادهایی آنها هم اکنون در سطح 70 کشور جهان و با 28000 گونه درختی،  تحقیقاتهای دامنه داری را آغاز و متتقدند هرچند دارای کپ هایی در این زمینه ها هستند، اما باور دارند با تعمیم در ابعاد بیشتر بتوانند بسیاری از گپ های موجود را از طریق شبکه های آماری بازسازی و تعمیم دهند.

شکل شماره 3 ز نحوه تعامل گیاهان از طریق شبکه های گسترده چوبی در زیر زمین  

 این اطلاعات به محققان و حافظان محیط زیست کمک می کند تا  دریابند که چگونه مناطق زیستی خاصی را در سراسر جهان بازسازی کنند. اثرات تغییر اقلیم راچگونه ساماندهی نمایند.  با این حال، ادامه این تحقیقاتها تازه شروع و ادامه خواهد داشت .

دانشمندان بر این باورند که انتقال مواد غذایی از طریق شبکه های میکوریزی می تواند رفتار گیاهان دریافت کننده را با ایجاد تغییرات فیزیولوژیکی یا بیوشیمیایی تغییر دهند و شواهدی وجود دارد که این تغییرات تغذیه ، رشد و بقای گیاهان دریافت کننده را( 5)  بهیود بخشد.  شبکه های میکوریزی می توانند کربن را بین گیاهان در شبکه از طریق قارچ هایی که آنها را به هم پیوند می دهند ، انتقال دهند.

سیمارد بیشتر به خاطر تحقیقاتی که روی شبکه‌های زیرزمینی جنگل‌هایی که با قارچ‌ها و ریشه‌ها مشخص می‌شوند، نشان داد:

 1 –  چگونه قارچ ها و ریشه ها ارتباط و تعامل بین درختان و گیاهان یک اکوسیستم را تسهیل می کنند.

2 – تبادل کربن، آب، مواد مغذی و سیگنال‌های دفاعی بین درختان وجود دارد.

3 – سیمارد از ایزوتوپ‌های کربن کمیاب به‌عنوان ردیاب در آزمایش‌های مزرعه‌ای و هم در آزمایش‌های گلخانه‌ای برای اندازه‌گیری جریان و اشتراک  گذاری کربن بین درختان و گونه‌ها استفاده کرده و کشف کرد، که بین درخت توس ( Birch ) ودرخت داگلاس ( Douglas fir ) تبادل  کربن وجود  دارند.  او دریافت ،زمانی که درختان توس برگ های خود را از دست می دهند کربن لازم را از داگلاس دریافت می کنند و زمانی که درختان داگلاس در سایه قرار میگیرند، کربن مورد نیاز را از درختان در حال رشد توس فراهم می کنند.  

4 – سیمارد با انتخاب درختان مادر به عنوان مرکز شبکه های گسترده نشان داد، این شبکه به گیاهان اجازه می دهند تا سیگنال هایی را هنگامی که گیاهی دچار هجوم می شوند به گیاهان همسایه بفرستندتا بتوانند حالت دفاعی خود را بالاتر  ببرند.

5 –   در مورد اینکه آیا یک جنگل بهتر است به عنوان یک ابر ارگانیسم منفرد یا گروهی. مورد توجه قرار گیرند ، یا اینکه  در مورد هر کدام از گونه ها کی آغاز و کی پایان می یابند والی اخر، از اسرار وب گسترده چوبی است.

کشف شبکه  Wood Wide Web، و افزایش درک عملکردهای آنها، سؤالات بزرگی را مطرح  کرده و خواهند کرد و امکانا تحولات فراوانی را بهمراه خواهد داشت.

امیدواریم با چاپ و انتشار  چکیده کتابهای جدید با نگاههای متفاوت که بخشهای کمی از آنها در این وبسایت بارگذاری شده اند ،  پنجره ای جدید فراهم گردد ، تا محققان ، دوستداران طبیعت بامطالعه آنها دیدگاههای قبلی خود را ارتقا دهند . تا نهایتا در دنیایی سبز تر ، ایمن تر و آباد تر زندگی و بهتر از گذشته در حفاظت ، احیا و توسعه جنگلکاریها از این ثروتهای بیکران کوشاتر از قبل گامهای بلند برداشته شود.   

 منابع مورد استفاده :

1 – سیمارد سوزان و دیگران، 1995 ، انتقال کربن بین گونه ای در گونه های  مختلف درختان

2 – سیمارد  سوزان ، 2018 ، بوم شناسی جنگلی و شبکه های میکوریزی

3 – لیندزی ژان شومن ،2020،حفاظت از طبیعت و جنگلها

4 – هوگ ، 2020 ، چگونه درختان با هم ارتباط برقرار می کنند

5 – کاو،،2013، دنیای پنهان ریشه های درختان