ภายใต้ผืนแผ่นดินที่เราเหยียบอยู่ เต็มไปด้วยกิจกรรมที่ซับซ้อนจากการพึ่งพาอาศัยกัน ระหว่างพืชและเชื้อราที่สืบทอดกันมานานกว่า 450-475 ล้านปี เรียกว่า “เครือข่ายไมคอร์ไรซา” (Mycorrhizal network) ซึ่งเป็นระบบเส้นใยราที่เชื่อมต่อกับรากพืชสำหรับแลกเปลี่ยนสารอาหาร และช่วยให้พืชพรรณทั่วโลกดำรงอยู่ได้ โดยนักวิทยาศาสตร์เรียกว่า “วู้ดไวด์เว็บ” (Wood wide web) เพราะทำหน้าที่คล้ายกับระบบอินเทอร์เน็ตทางชีวภาพที่เชื่อมโยงสิ่งมีชีวิตใต้ผืนป่าและทุ่งหญ้าเข้าด้วยกัน
ล่าสุด ทีมนักวิจัยนานาชาติจากองค์กรสปัน (SPUN - Society for the Protection of Underground Networks) ได้สร้างแผนที่โลกของเครือข่ายใยราใต้ดินเป็นครั้งแรก โดยใช้แบบจำลองแมชชีนเลิร์นนิ่ง และข้อมูลจากตัวอย่างดินมากกว่า 16,000 จุดทั่วโลก เพื่อประเมินขอบเขตของเครือข่ายที่มองไม่เห็นนี้
ผลการศึกษาพบว่า เฉพาะ “เชื้อราอาร์บัสคูลาร์ไมคอร์ไรซา” (Arbuscular mycorrhizal fungi - AM) เพียงอย่างเดียว มีความยาวรวมกันถึงประมาณ 110 ล้านล้านกิโลเมตร ในชั้นดินบนสุดเพียง 15 เซนติเมตร ความยาวระดับนี้มหาศาลจนเกินกว่าที่จะจินตนาการได้ เพราะหากนำเส้นใยเหล่านี้มาขยายต่อกันเป็นเส้นตรง มันจะมีความยาวเพียงพอที่จะเดินทางจากโลกไปยังดวงอาทิตย์และกลับมาได้เกือบ 1,000 ล้านครั้ง
คาดว่ามวลรวมของเชื้อราไมคอร์ไรซาทั่วโลกมีน้ำหนักรวมถึง 300 ล้านตัน ซึ่งมากกว่าน้ำหนักรวมของมนุษย์ทุกคนบนโลกถึง 4-6 เท่า
ดร.จัสติน สจ๊วต นักนิเวศวิทยาเชิงวิวัฒนาการระบุว่า “เป็นเรื่องยากที่จะอธิบายถึงความสำคัญและความยิ่งใหญ่ของเชื้อราเหล่านี้ เนื่องจากในดินเพียงหนึ่งช้อนชาอาจมีเส้นใยราซ่อนอยู่ยาวถึง 10 เมตร เส้นใยขนาดเล็กเหล่านี้เรียกว่า ไฮฟี (Hyphae) ซึ่งมีความหนาเพียง 1 ใน 10 ของเส้นผมมนุษย์ แต่กลับค้ำจุนระบบนิเวศของโลกทั้งใบ”
เครือข่ายนี้ ไม่ได้ทำหน้าที่เพียงแค่เป็นที่อยู่อาศัย แต่เปรียบเสมือนโครงสร้างพื้นฐานที่มีชีวิต ช่วยหมุนเวียนทรัพยากรไปทั่วดาวเคราะห์ มากกว่า 70% ของพืชบกทุกชนิดต้องพึ่งพาการทำงานของเชื้อราเหล่านี้ในการหาอาหารและน้ำ
การค้นพบนี้ จึงเป็นการทำลายความเชื่อเดิมที่ว่า พืชเป็นสิ่งมีชีวิตที่แยกอยู่อย่างโดดเดี่ยว และชี้ให้เห็นว่าพวกมันเป็นส่วนหนึ่งของระบบที่มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างแนบแน่นใต้พื้นดิน ข้อมูลจากแผนที่นี้จะถูกนำเสนอต่อรัฐบาลทั่วโลกในการประชุมว่าด้วยการต่อต้านการแปรสภาพเป็นทะเลทราย (Desertification COP) เพื่อผลักดันนโยบายอนุรักษ์ต่อไป
เครือข่ายการสื่อสารของพืช
พืชและเชื้อรามีความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกัน โดยพืชจะส่งคาร์บอนจากการสังเคราะห์ด้วยแสง (Photosynthesis) ไปให้เชื้อรา ในทางกลับกัน เชื้อราจะใช้เส้นใยไฮฟีที่แผ่ขยายออกไปไกลกว่ารากพืชถึงหนึ่งร้อยเท่า เพื่อแสวงหาธาตุอาหารสำคัญ เช่น ฟอสฟอรัส และไนโตรเจนกลับมาให้พืช โดยกระบวนการนี้เกิดขึ้นภายในโครงสร้างที่เรียกว่า “อาบัสคูล” (Arbuscule) ซึ่งมีลักษณะคล้ายต้นไม้จิ๋วอยู่ภายในเซลล์รากพืช
“ความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันของไมคอร์ไรซาเป็นความร่วมมือระหว่างพืชและเชื้อราที่มีมาแต่โบราณ ประมาณ 450 ล้านปีแล้ว พืชจะดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสง แล้วส่งสารอาหารนี้ไปยังกลุ่มเส้นใยของเชื้อราในดิน” จัสติน สจ๊วต นักชีววิทยาวิวัฒนาการจาก SPUN ซึ่งเป็นผู้เขียนร่วมในงานวิจัยกล่าว
ขณะเดียวกัน เครือข่ายใยรายังทำหน้าที่เป็นช่องทางส่งสัญญาณเคมี เพื่อเตือนภัยระหว่างพืชต้นต่าง ๆ งานวิจัยระบุว่า เมื่อมีพืชถูกแมลงโจมตี มันจะปล่อยสารเคมีผ่านใยราไปยังพืชข้างเคียง เพื่อให้กระตุ้นระบบป้องกันตัวก่อนที่จะถูกคุกคามจริง แต่ถ้าหากเส้นใยราถูกตัดขาด สัญญาณเตือนภัยเหล่านี้จะไม่สามารถส่งถึงกันได้
อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ระบุว่า กลไกนี้เป็นการเคลื่อนที่ของสารอาหารตามกลไกความต้องการ (Supply and demand) และกลยุทธ์การอยู่รอดของเชื้อราเอง
โทบี้ เกียร์ส ผู้อำนวยการบริหารขององค์กรสปัน เปรียบเทียบเครือข่ายนี้ว่าเป็น “ระบบหมุนเวียนโลหิตของโลกใต้ดิน” โดยเชื้อราทำหน้าที่เหมือนพ่อค้าที่ค้นหาแหล่งทรัพยากรใหม่ ๆ ตลอดเวลาเพื่อแลกกับพลังงาน ความสัมพันธ์นี้ช่วยให้พืชแข็งแรงขึ้นและทนทานต่อสภาวะความเครียดจากสิ่งแวดล้อม เช่น ความแห้งแล้ง ดังนั้นการรักษาความสมบูรณ์ของดินจึงต้องทำทั้งการดูแลพืชและระบบใต้ดินที่มีความซับซ้อนควบคู่กันไป
ขณะเดียวกัน การศึกษาพบว่า “ระบบนิเวศทุ่งหญ้า” มีเครือข่ายราที่หนาแน่นที่สุด โดยที่ราบสูงทิเบต ในจีน และ พื้นที่ชุ่มน้ำซัดด์ ในเซาท์ซูดาน เป็นจุดที่มีความหนาแน่นสูงสุดในโลก เนื่องจากพืชล้มลุกและหญ้ามักจะจัดสรรคาร์บอนให้เชื้อรามากกว่าไม้ยืนต้น ทุ่งหญ้าเหล่านี้จึงทำหน้าที่เป็นแหล่งเก็บกักชีวมวลใต้ดินที่มหาศาลแม้พื้นที่ด้านบนจะถูกเผาทำลายไปก็ตาม
เครือข่ายไมคอร์ไรซา มีบทบาทสำคัญในการกักเก็บคาร์บอนเพื่อช่วยบรรเทาปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ในแต่ละปี เชื้อราเหล่านี้จะลำเลียงคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าประมาณ 4,000 ล้านตัน ลงสู่ระบบนิเวศใต้ดิน ปริมาณนี้คิดเป็นประมาณ 11% ของการปล่อยคาร์บอนทั้งหมดจากกิจกรรมของมนุษย์ เมื่อเส้นใยราตายลง คาร์บอนที่พวกมันดูดซับไว้จะยังคงฝังแน่นอยู่ในดิน และกลายเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างดินที่ช่วยพยุงความหลากหลายทางชีวภาพอื่น ๆ
เครือข่ายกำลังเสียหาย
กิจกรรมของมนุษย์กำลังทำลายเครือข่ายนี้อย่างหนัก โดยเฉพาะการทำเกษตรแบบอุตสาหกรรม ซึ่งพบว่ามีความหนาแน่นของใยราต่ำกว่าพื้นที่ธรรมชาติถึง 47% สาเหตุหลักมาจากการไถพรวนดินที่ฉีกขาดเส้นใย และการใช้ปุ๋ยเคมีที่ทำให้พืชหยุดพึ่งพาเชื้อรา
เมอร์ลิน เชลเดรค นักชีววิทยาและผู้เขียนร่วมระบุว่า “เราไม่สามารถช่วยโลกได้ หากไม่พิจารณาระบบหมุนเวียนของไมคอร์ไรซา”
เขาเสนอว่าการเปลี่ยนมาใช้เกษตรแบบไม่ไถพรวน และการลดการใช้สารเคมีจะช่วยฟื้นฟูใยราและเพิ่มความสามารถในการกักเก็บคาร์บอนของดินได้อย่างมาก หากเครือข่ายเหล่านี้หายไป ดินจะไม่สามารถเก็บกักสารอาหารและจะเกิดการปนเปื้อนของสารเคมีลงสู่แหล่งน้ำมากขึ้น
ท้ายที่สุดนี้ ความเข้าใจเกี่ยวกับเครือข่ายใยราใต้ดินกำลังเปลี่ยนทัศนคติในการอนุรักษ์ธรรมชาติ นักวิจัยหวังว่าข้อมูลจากแผนที่นี้จะช่วยให้มีการจัดตั้งพื้นที่คุ้มครองทางกฎหมายสำหรับจุดที่มีความหลากหลายของเชื้อราสูง เช่นเดียวกับการคุ้มครองป่าไม้ด้านบน เพราะเครือข่ายนี้เปรียบเสมือนกับ “เส้นเลือดใหญ่ของโลก” และการปกป้องพวกมันก็คือ การปกป้องระบบช่วยชีวิตพื้นฐานที่ทำให้โลกของเรายังคงเป็นสีเขียวและมีอากาศที่เย็นสบายได้จนถึงปัจจุบัน
ที่มา: Grist, National Geographic, Science Alert, The Economic Times, The Guardian, The New York Times
