Looduses on vähe paiku, kus kedagi ei kasva ega ela. Mets on oma läbipõimunud suhete tõttu tervik. Me näeme ainult taimede maapealset osa kuid mullas on peidus taime suurim osa taimest, juurevõrgustik. Keerulist võrgustikku, mida mükoriisaks nimetatakse võib kutsuda ka “metsainternetiks” (Wood Wide Web). Briti Kolumbia ülikooli ja Cambridge teadlaste poolt uuringud taimede tihedast kooseksiteerimisest võivad muuta lähenemist nii põllumajandus, kui ka metsatööstusesse. Kahtuse alla on pandud ka põllukündmise kasulikkus, kuna on leitud, et põllumajanduses tõstab häirimata mullaelustik taimede suutlikust imada mullast vett ning toitained ja võidelda kahjurite vastu.

Mükoriisa ehk seenjuur  on seeneniitidega kaetud ja/või läbipõimunud taimejuur.

Ilma seeneniidistiku abita jääb peaaegu 90 % mulla potensiaalsest taoitainetevarust kasutamata, kuna taim ei ole seda ilma abita võimeline iseseisvalt kätte saama. Foto:By Scivit (Own work) CC BY-SA 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Paljud tuntud söögiseened moodustavad mükoriisa puudega. Selline kooseksisteerimise vorm ei ole looduses midagi haruldast. On teada, et umbes 95% taimeliikidest kuulub sugukondadesse, mis on iseloomult mükoriissed. Mükoriisa siseneb ilma kahjustusi tekitamata taimejuurtesse või kasvab nende peal. Taimejuurtega mutualislikus suhtes olevad seenjuure liigid ilmusid planeedile vähem kui 200 miljonit aastat tagasi (taimed u 400).

Seeneniidistik suudab toitaineid taimedele omastatavasse vormi töödelda, saades vahetuskaubaks toitaineid, mida nemad ise toota ei suuda. Hinnanguliselt jõuab taime poolt fotosünteesi käigus fikseeritud süsihappegaasist ligi 30%  ning süsivesikutest 10-40 %  mükariisale .Vastutasuks varustab seenorganism  taimi vajalike ainetega nagu fosfor, lämmastik, tsink, vask ja kaalium jne.  Seenevõgustik võib juurte ulatust pikendada mitmete kilomeetriteni. Laiaulatusliku niidikestevõrgustiku abil suureneb taime vee ja toitainete imamisjõud ning nii on taimedel suuremad võimalused nende omastamiseks.

Maa-alune mükoriisavõrgustik toimib kui puude (ja taimede) vaheline suhtlusvõrgustik. 

Briti Kolumbia Ülikoolis töötav metsaökoloog Suzanne Simard on mitmetes väljaannetes ning loengutel kõnelenud seeneniidistikust võrgustiku olulisusest metsakeskonnas. Seenorganismid on puudega nii tihedas ühenduses, et keeruline on neid  üksikult seisvateks omavahel toitainete ja valguse pärast võitlevateks indiviidideks pidada.  Kesksel kohal metsa mükoriisavõrgustikus on Emapuu , kes on tavaliselt teistest kõrgem ja vanem ning on ühendatud kõigi teiste puudega metsakoosluses.

Vasakul on diagramm mükoriisavõrgustiku ulatusest 30 x 30 m suurusel maa-alal, mis asub Briti Kolumbia sisemaa metsas. Siin on välja toodud  ainult seal kasvavad harilikud ebatsuugad ( Pseudotsuga menziesii), kes on kujutatud roheliste sakiliste servadega ringidena ning ainult kaks mükoriisa liiki. Reaalsuses kasvab seal paar puuliiki veel ning lisaks sadu erinevaid seenjuure liike. Mustad täpid on kohad, kuhu puuriti proovivõtmise jaoks augud, et juurepähkli (Rhizopogoni) olemasolu kindlaks teha. Sirgjooned märgivad, millise puu juured leiti igast puurimispaigast mükoriisa proove võttes. Täpikeste ümber olevad jooned märgivad iga seenorganismi teadaolevat kasvuulatust. Puul, mille kõrval on must joon on teiste puudega kõige enam ühendusi.

Paberikask ja harilik ebatsuuga jagavad nii maad kui ka resursse.
Juurepähkel (Rhizopogon) kasvatab nn. vale-trühvleid, mis on maaalused spoore tootvad viljakehad. “Trühvel” hakkab valmides maaseest välja paistma. Juurepähkel kuulub samuti taimejuurtega partnerlussuhtes olevate seente hulka.

Eksperimentide käigus selgus, et seeneniidistik transpordib süsinikku, vett ja teisi toitained olenevalt sellest, millised puud neid aineid parasjagu kõige enam vajavad. Suuremad ja vanemad puud saadavad oma varudest lisa noorematele puudele. Vesi ja suhkrud liguvad läbi mükoriisavõrgustiku vanematelt puudelt noorematele, mis varustab neid seni, kuni nad on võimelised ise piisavalt toitained ammutama. Raiudes maha metsa suurimad puud katkevad suurem osa seenorganismide ning puude vahelised ühendused. Emapuud tuleks jätta puutumata, et uue metsa pealekasvu kiirendada.

Lisaks sellele, et erinevatest põlvkondadest puud omavahel resursse jagavad, suhtlevad üksteisega ka liigid, mis ei ole otseses suguluses. Uurimuses leiti, et harilik ebatsuuga ja paberikask(Betula papyrifera) jagavad üksteisega süsinikku olenevalt aastaajast. Paberikask saadab ebatsuuga seemikutele süsinikku, eriti kui noored puud juhtusid suvel varjulises kohas kasvama. Ebatsuuga saadab aga kasele süsinikku talvel, mil tollel lehti ei ole.

Paberikask ja harilik ebatsuuga jagavad nii maad kui ka resursse.
Paberikask ja harilik ebatsuuga jagavad nii maad kui ka resursse.

Mükoriisa võib aidata ka erinevatel puuliikidel kliimamuutustega paremini toime tulla. Kliima soojenemine on teinud ka mitmete kahjurputukate elu põhjapoolsetel laiuskraadidel lihtsamaks. Alasid, kus varem kasvasid ebatsuuga metsad, on hakanud asustama puuliigid, kes madalate temperatuuride pärast seal varem kasvada ei suutnud. Ebatsuugade laiaulatusliku väljasuremisel (nii kliimamuutuste kui ka metsaraie tagajärjel) hakkab selle liigi asemel kasvama kollane mänd (Pinus ponderosa), kes on kõrgemate temperatuuride suhtes tolerantsem.

Teadlastetiim uuris samuti, kas on võimalik, et mükoriisavõrgustik hõlbustab kliima muutumisel kollasel männil ebatsuugade asemele kasvamist.

Kollase männi mets , Kaljumäestiku rahvuspargis, USA-s, Colorado osariigis.
Kollase männi mets , Kaljumäestiku rahvuspargis, USA-s, Colorado osariigis.

Mõlemad liigid võõrustavad tuhandeid seenjuure liike, millest mitmed on neil ka ühised. Kasutati võrku, et puude juuri üksteisest füüsiliselt eraldi hoida, kuid mis siiski võimaldas mükoriisa niidikestel taimede vahele kasvada. Kui ebatsuuga seemikult näpistati ära kõik okkad, saatsid nõrgestatud puu ja seenorganism kollase männi noorpuule mitte ainult toitaineid, vaid ka stressisignaale, mis stimuleeris männis kaitseensüümide sünteesi. Kahjurputukate rünnak võib esile kutsuda sarnase reaktsiooni. See valmistab puud ette sarnaseks rünnakuks nagu langes osaks ebatsuugale. Toitainete kogused, mis puude vahel liikusid olid märkimisväärsed, nimelt oli mõõdetud energiahulk sarnane hulgaga, mida kasutab puu paljunemisprotsessi läbi viimiseks.

Ei ole kindel, kas ebatsuuga saatis toitu ja kaitsesignaale kollasele männile omakasupüüdmatult või oli see lihtsalt puu loomulik ellujäämismehhanism, mille puhul stressis ebatsuuga saatis toitained mükoriisasse hoiule ning üleliigsed resursid edastas mükoriisa kiire kasvu faasis olevale kollasele männile. Võimalik, et ebatsuuga käitus nii altruistlikult kui ka veidi pragmaatiliselt, kuna eksportides süsinikku seenevõrgustikku võib see aidata toita puu enda lähedal kasvavaid seemikuid. Samuti on tõenäoline, et mükoriisa kaitses enda süsinikuvarusid saates need hea tervise juures olevale usaldusväärsemale kollasele männile. Sel moel võib mükoriisa aidata kogu metsa tervikuna nii kliimamuutustest tingitud põua kui ka kahjurite rünnakute eest. Iidseid perfektsuseni viimistletud süsteeme hävitada püüdes jõuame ringiga ikka tagasi selleni, et oleme kõik omavahel ühenduses.

Mullaseened võivad peagi saada uueks laiauluatuslikult kasutatavaks maheväetiseks, kuna seniselt maapõuest kaevandatud fosfaadivarud on otsa lõppemas, selgus Cambrige ülikooli poolt läbi viivud uurimusest.

Taimed, kes kasvavad seenorganismidega koos saavad 70-100 % fosfaatidest otseselt seenjuure niidikestest, sel on suur kasutegur ning võib peagi vähendada põlluharijate nõudlust tööstuslike fostaatväetiste järele, et põldude saagikust tõsta. Katsetes riisiga leiti, et mulla seenjuured, mis suudavad kasvada isegi taimerakkude sees muudavad riisitaimede geenide avaldumist – ergutades juurekasvu, mis paneb taime efektiivsemalt toitaineid omastama. Mükoriisa  hüüfid,(  näevad välja just kui imepisikesed karvakesed) mis laienevad mullas kaugemale, kui riisitaime juured ise ning pumpavad toitaineid, eriti fosfaati otse rakkude keskmetesse. Taimedel, kellel elavad seenjuurte kolooniad, on rakuseinad õhemaks muutunud, mis stimuleerib omakorda taimede endi külgjuurte kasvu.

Riis kasvab kõige paremini hästi niisutatud põldudel, kuid paljudes paikades, kus varem riisikasvatusega tegeleti ei ole enam sellised tingimusi. 40% maa-alast, kus põhiline riisi kasvatatus toimub, on muutunud kuivemaks. Katses kasutatud seenjuure liik kasvab aga paremini veidi kuivemates keskonnatingimustes. Mükoriisa väetis võiks olla suureks abiks just neile, kes sellistes piirkondades riisikasvatusega tegelevad, näiteks Aasia ja Sahara kõrbest lõuna pool asuvad alad.

Loodetavasti saab mükoriisast peagi laialdaselt kasutatav maheväetis, mis asendaks vajaduse fosfaate kaevandada. See probleem vajab kiiret lahendust, sest fosfaatide kasutamine ja kaevandamine on ohustab keskonda põhjustades näiteks põhjavee ulatuslikku saastumist. Samuti on leitud, et fosfaadimaardlates on varud otsa lõppemas ning intensiivse tarbimisvajaduse rahuldamiseks jätkub nendest veel 30-50 aastaks.

Teadlased otsivad võimalusi katsetada mükoriisaväetist suurtel riisi kui ka teisi kultuure(mais, nisu) kasvatavatel tavapõldudel, kuid keemiliste väetistega koos seenjuurega katseid teha ei ole võimalik. Taimed jälgivad oma toitainete vajadust ning kui taimes on juba piisavalt fosfaate ei lase ta mükoriisal enam juurde siseneda.

Kuidas mükoriisa parandab mulla omadusi:

  • Aitab tõsta mulla vee imamisvõimet ning muudab mulla põuakindlamaks.
  • Seeneniidikeste seinad sisaldavad limast ainet, mis tõstab mullaosakeste kokkukleepumisvõimet parandades mulla struktuuri ning vähendades erosiooni.
  • Kuna mükoriisal puudub võime aktiivselt toksilisi elemente imada, väheneb taimede saastumise oht raskemetallidega (kaadium, plii).
  • Põhja laiuskraadidel, kõrgmägedes ning mujal kivistel maastikel elav mükoriisa on võimeline lahustama kivimite pealmist osa, et varustada taimi toitainetega.
  • Soistel aladel leevendab seeneniidistiku olemasolu turbamuldade happelist mõju  seal kasvavatele taimedele.
  • Soolakal pinnal kaitseb aga taimi kõrge soolakonsentratsiooni eest.
  • Samuti kaitseb seeneniidistik taimi kahjurite (näiteks nematootid) ja haiguste eest nii otseselt, kui ka kaudselt (varustades taimi toitainetega).

Susanne Simard´i TedTalk´i saab vaadata siit:

Allikad: http://www.cam.ac.uk/research/news/fungus-enhances-crop-roots-and-could-be-a-future-bio-fertiliser

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1469-8137.2009.03069.x/full

https://en.wikipedia.org/wiki/Mycorrhiza