تحت الأرض، تدعم شبكات فطرية شاسعة الحياة النباتية بصمت وتلعب دورًا مهمًا في تنظيم مناخ الكوكب من خلال المساعدة في نقل الكربون إلى التربة. الآن، أنشأ الباحثون أول خرائط عالمية تُظهر أين توجد هذه الشبكات الفطرية تحت الأرض وكميتها في جميع أنحاء العالم.
الدراسة، المنشورة في مجلة Science، تركز على الفطريات الجذرية الشجيرية، وهي مجموعة من الفطريات التي تشكل شراكات مع معظم النباتات على الأرض. إلى جانب البحث، أصدر العلماء تصورًا تفاعليًا يسمح للمستخدمين باستكشاف الحجم المذهل لهذه البنية التحتية المخفية تحت الأرض. من المتوقع أن تساعد الخرائط الباحثين وصناع السياسات في تحديد المناطق التي تزدهر فيها هذه الشبكات الفطرية والمناطق التي قد تكون مهددة.
الفطريات الجذرية الشجيرية، التي تُسمى عادةً فطريات AM، تشكل علاقات متبادلة المنفعة مع حوالي 70% من أنواع النباتات في جميع أنحاء العالم. توفر النباتات للفطريات الكربون المنتج من خلال التمثيل الضوئي، بينما تزود الفطريات النباتات بالمغذيات والماء. تعمل هذه الشبكات تحت الأرض كبنية تحتية حية تساعد في استدامة النظم البيئية ونقل الكربون إلى الأرض. في عام 2025، نشر الباحثون تحليلاً عالميًا لتنوع الفطريات الجذرية تحت الأرض في مجلة Nature وأطلقوا منصة رقمية تسمى الأطلس تحت الأرض للمساعدة في تحديد النقاط الساخنة المحتملة للتنوع البيولوجي تحت السطح. حتى الآن، لم يحاول العلماء تقدير ورسم الخرائط للكثافة الفيزيائية والتوزيع العالمي لشبكات فطريات AM نفسها.
لبناء الخرائط الجديدة، جمع الباحثون قياسات من أكثر من 16000 عينة تربة مأخوذة من جميع أنحاء العالم. ثم استخدموا نماذج تعلم آلي تضمنت بيانات بيئية من الصحاري والتندرا والغابات والنظم البيئية الأخرى للتنبؤ بكثافة الشبكة الفطرية في المناطق التي لم تكن فيها قياسات مباشرة متاحة. بالتعاون مع مجموعة فيزياء السلوك في معهد أبحاث AMOLF، استخدم الفريق أيضًا التصوير الآلي لتحليل أكثر من 300000 خيط فطري حي من فطريات AM نمت في ظروف معملية. سمح الجمع بين جميع مصادر البيانات هذه للباحثين بتقدير الطول الإجمالي والكتلة للشبكة العالمية.
يشير تحليلهم إلى أن شبكات فطريات AM تمتد لحوالي 110 كوادريليون كيلومتر وتحتوي على حوالي 300 ميغاطن من الكربون (4-6 أضعاف كتلة جميع البشر الأحياء). "من الصعب المبالغة في أهمية وضخامة هذه الفطريات،" قال المؤلف الرئيسي الدكتور جاستن ستيوارت، من جمعية حماية الشبكات تحت الأرض (SPUN). "قد يكون هناك ما يصل إلى 10 أمتار (32 قدمًا) من الشبكة الفطرية في ملعقة صغيرة من التربة." غالبًا ما يصف العلماء الشبكات الفطرية بأنها أحد أنظمة الدورة الدموية للأرض لأنها تنقل الكربون والمغذيات والماء عبر النظم البيئية تحت الأرض. في التربة الصحية، يمكن لهذه الشبكات الفطرية توسيع منطقة البحث الفعالة لجذور النباتات بما يصل إلى 100 مرة وتوفير أكثر من 80% من احتياجات الفوسفور للنبات.
"مع ظهور تقنيات جديدة في التصوير عالي الدقة والتعلم الآلي والروبوتات، بدأنا في الكشف عن ما كان مخفيًا تحت أقدامنا لفترة طويلة،" قال المؤلف المشارك الدكتور كورنتين بيسو، عالم فيزياء حيوية في AMOLF. "نحن نتعلم كيف تنقل الأجسام المعقدة للفطريات المكونة للشبكات المغذيات وتساعد في تنظيم المناخ." للمساعدة في تصور النتائج، تعاون الباحثون مع مصمم التصور البياني الحائز على جوائز موريتز ستيفانر لإنشاء خريطة البنية التحتية الفطرية. يقدم المشروع أكثر عرض عالمي تفصيلي حتى الآن للبنية التحتية الفطرية للأرض. تم حساب التقديرات لكل كيلومتر مربع من الأراضي البرية، باستثناء القمم الجليدية والمناطق التي كانت فيها البيانات غير كافية للتنبؤات الموثوقة.
البيانات وراء الخرائط متاحة للجمهور، مما يمنح الحكومات وصناع القرار الآخرين أدوات جديدة لمراقبة صحة المجتمعات الفطرية تحت الأرض. يبني العمل على الأبحاث السابقة التي نشرها العديد من نفس المؤلفين.