شبكة الحياة الخفية على الأرض أصبحت أخيراً ظاهرة على الخريطة، وهي تمتد إلى ما هو أبعد من الخيال.

أنتج العلماء أول خرائط عالمية لكثافة وكتلة الفطريات الجذرية الشجرية، كاشفين عن نظام تحت الأرض يقدر أنه يحتوي على 110 كوادريليون كيلومتر من الخيوط الفطرية المجهرية.

بقلم كاثرين سوروكا تابعونا

نُشر في الساعة 1:34 مساءً بتوقيت شرق الولايات المتحدة

أكبر شبكة حية لن يراها معظم الناس أبدًا هي تلك المنسوجة عبر التربة تحت الغابات والمراعي والمزارع والساحات الخلفية في جميع أنحاء العالم.

قام العلماء الآن برسم خريطة لتلك البنية التحتية الفطرية الخفية على نطاق عالمي لأول مرة، وقاموا بتقدير أماكن تركزها بكثافة أكبر، وكمية الكربون التي تحتويها، والمناظر الطبيعية التي قد تعرضها لأكبر قدر من المخاطر.

ركز فريق البحث الدولي على الفطريات الجذرية الشجرية، والمعروفة باسم فطريات AM. تشكل هذه الكائنات المجهرية شراكات مع جذور ما يقرب من 70 بالمائة من أنواع النباتات، حيث تزود النباتات بالماء والمغذيات بينما تحصل على الكربون الناتج من خلال عملية التمثيل الضوئي.

تتفرع خلاياها الخيطية، التي تُسمى الخيوط الفطرية، عبر التربة، مما يُوسع بشكل كبير المساحة التي تستطيع النباتات استخدامها للعثور على الموارد الأساسية. وعند تجميعها في الطبقة السطحية للتربة، يُقدر الطول الإجمالي لهذه الخيوط الفطرية بحوالي 110 كوادريليون كيلومتر.

هذا يعادل تقريباً مليار ضعف المسافة بين الأرض والشمس.

وقدّر الباحثون أيضاً أن الشبكات تحتوي على ما يقرب من 300 ميغا طن من الكربون، أي ما يعادل أربعة إلى ستة أضعاف الكتلة الإجمالية لكل إنسان حي.

نُشرت الدراسة التي خضعت لمراجعة الأقران، بعنوان "الكثافة العالمية والكتلة الحيوية لشبكات الفطريات الجذرية الشجرية"، في 11 يونيو في مجلة ساينس . وقد قادها جاستن ستيوارت من جمعية حماية الشبكات تحت الأرض، المعروفة اختصاراً بـ SPUN، بالتعاون مع باحثين من مؤسسات من بينها AMOLF في هولندا وجامعة شيفيلد.

لا تعني هذه الدراسة أن العلماء قد حددوا كائناً حياً واحداً متصلاً يحيط بالكوكب. تمثل الخريطة تقديرات نموذجية للكثافة والكتلة الحيوية مجتمعة لشبكات فطرية لا حصر لها تعيش في التربة في جميع أنحاء العالم.

هذا التمييز مهم. إن "الشبكة الفطرية العالمية" وصف مفيد للبنية التحتية الكوكبية التي أنشأتها هذه الفطريات، لكن الخريطة ليست دليلاً على أن كل شجرة ونبتة على الأرض متصلة بشبكة تحت الأرض متصلة.

ما ابتكره العلماء هو شيء أكثر دقة: تقدير كيلومترًا بكيلومتر لمكان تركز البنية التحتية للفطريات AM ومكان انخفاضها.

بناء خريطة لعالم غير مرئي

كان رسم خرائط الفطريات المجهرية يمثل تحدياً يختلف عن رسم خرائط الغابات أو الأنهار أو السلاسل الجبلية.

غالباً ما تكون الخيوط الفطرية أرق من شعرة الإنسان، وقد يصعب تمييزها عن التراكيب المجهرية الأخرى في التربة. كما أنها تنمو وتتقلص وتعيد تنظيم نفسها استجابةً للنباتات والماء ودرجة الحرارة والمغذيات.

قام الباحثون بتجميع بيانات كثافة الفطريات من أكثر من 16000 عينة من التربة الموصوفة في 322 دراسة سابقة. وقد مثلت هذه العينات بيئات تتراوح من التندرا والصحاري إلى الغابات الاستوائية والمراعي المعتدلة والحقول الزراعية.

ثم قام الفريق بتطوير نماذج التعلم الآلي التي جمعت بين ملاحظات التربة والمعلومات البيئية لتقدير كثافة شبكة الفطريات التكافلية في المناطق التي لا توجد بها قياسات مباشرة.

لتحسين هذه التقديرات، استخدم علماء في مختبر AMOLF تقنية التصوير الروبوتي لفحص أكثر من 300 ألف خيط فطري حيّ نُمت في ظروف المختبر. وقد مكّن التصوير الباحثين من معايرة العلاقة بين التراكيب الفطرية المرئية وكتلتها الحيوية.

تُقدّم خريطة البنية التحتية للفطريات الجذرية المُكتملة تقديرات لمناطق فردية تبلغ مساحتها حوالي كيلومتر مربع واحد عبر سطح الأرض، باستثناء القمم الجليدية والأماكن التي لم تكن المعلومات المتاحة فيها كافية لإجراء تنبؤ موثوق. يوريك أليرت!

توقعت النماذج متوسط كثافة الخيوط الفطرية بحوالي 4.4 متر لكل سنتيمتر مكعب من التربة في الطبقة العليا التي لا تتجاوز 15 سنتيمتراً. بعبارة أخرى، يمكن لحجم صغير جداً من التربة الصحية أن يحتوي على نظام طويل بشكل مدهش من الخيوط الفطرية الحية.

قال المؤلف الرئيسي للدراسة، جاستن ستيوارت، في بيانٍ نُشر علنًا، إن ملعقة صغيرة من التربة قد تحتوي على ما يصل إلى 10 أمتار، أو حوالي 32 قدمًا، من شبكة الفطريات الجذرية. EurekAlert!

ما تفعله هذه الفطريات للنباتات

إن فطريات AM ليست مجرد كائنات محللة أو فطر ينمو بالقرب من جذور النباتات.

تدخل هذه الفطريات في عملية تبادل مع النباتات. يزود النبات الفطريات بالسكريات ومركبات الكربون الأخرى التي تنتجها عملية التمثيل الضوئي. وتستخدم الفطريات خيوطها الفطرية لجمع الفوسفور والماء والمغذيات الإضافية من التربة التي يصعب على جذور النباتات الوصول إليها.

قد توسع شبكات الفطريات الجذرية الصحية نطاق التغذية الفعال للنباتات بما يصل إلى 100 ضعف. كما يمكنها توفير أكثر من 80% من الفوسفور الذي تستخدمه بعض النباتات، وفقًا للمعلومات التي نُشرت مع الدراسة.

هذه الشراكة قديمة. يُعتقد أن الفطريات الجذرية ساعدت النباتات الأولى على الاستقرار على اليابسة منذ مئات الملايين من السنين. كانت النباتات قادرة على الوصول إلى ضوء الشمس وإنتاج مركبات غنية بالكربون، لكن جذورها البدائية لم تكن فعالة في امتصاص العناصر الغذائية. وقد وفرت الفطريات هذه العناصر مقابل الطاقة.

لا تزال النظم البيئية الحديثة تعتمد على نسخ من نفس التبادل البيولوجي.

تؤثر هذه العلاقة على نمو النبات، وبنية التربة، ودورة العناصر الغذائية، ومقاومة الإجهاد البيئي. ترتبط الخيوط الفطرية بجزيئات التربة وتُنشئ مسارات قد تؤثر على حركة الماء. وعندما تموت الأنسجة الفطرية أو تُطلق مركبات في التربة، قد يبقى بعض الكربون الموجود فيها.

ولهذا السبب يصف العلماء بشكل متزايد الفطريات الجذرية بأنها جزء من البنية التحتية الحية للأرض بدلاً من معاملتها كمكون ثانوي للبيئة تحت الأرض.

نظام مرتبط بدورة الكربون

تساهم الخريطة الجديدة أيضاً في الجهد العلمي لفهم كيفية انتقال الكربون بين النباتات والفطريات والتربة والغلاف الجوي.

تشير تقديرات الباحثين إلى أن شبكات الفطريات الميكوريزية تنقل ما يعادل حوالي 4 مليارات طن متري من ثاني أكسيد الكربون إلى التربة سنوياً. ويمثل هذا الرقم حوالي 11% من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون السنوية الناتجة عن الأنشطة البشرية.

هذا لا يعني أن الفطريات تلغي بشكل دائم 11 بالمائة من الانبعاثات.

يمكن للكربون المتراكم تحت سطح الأرض أن يبقى في الكتلة الحيوية للفطريات، أو يدخل في الكائنات الحية الأخرى الموجودة في التربة، أو يستقر كيميائياً، أو يعود في نهاية المطاف إلى الغلاف الجوي من خلال التنفس والتحلل. وتعتمد مدة بقاء الكربون في التربة على الظروف المحلية، بما في ذلك درجة الحرارة والرطوبة والتركيب الكيميائي للتربة والنشاط الميكروبي وإدارة الأراضي.

لذلك لا ينبغي تفسير الدراسة على أنها دليل على أن الشبكات الفطرية تقدم بديلاً بسيطاً للحد من انبعاثات الوقود الأحفوري.

تكمن أهميتها المناخية في دورها ضمن دورة الكربون الأوسع. إذ يمكن أن يؤدي إتلاف الشبكات الفطرية إلى إعاقة حركة الكربون واحتفاظ التربة به، بينما قد يساعد حماية النظم البيئية الصحية في الحفاظ على العمليات الطبيعية التي نظمت الكوكب لملايين السنين.

توفر الخريطة للباحثين خط أساس جديد لمراقبة تلك العمليات.

تُصبح المراعي معاقل للفطريات

إحدى أبرز النتائج تتعلق بالمراعي.

يُقدّر الباحثون أن النظم البيئية للمراعي تحتوي على ما يقارب 40% من الكتلة الحيوية للفطريات الميكوريزية في العالم. وقد تم التنبؤ بوجود شبكات كثيفة بشكل خاص في المراعي المغمورة بالمياه في جنوب السودان، ومستنقعات إيفرجليدز في فلوريدا، وأجزاء من هضبة التبت. يوريك أليرت!

غالباً ما تحظى الغابات بأكبر قدر من الاهتمام العام في مناقشات الحفاظ على البيئة وتخزين الكربون. وتُظهر النتائج الجديدة أن المراعي تحتوي أيضاً على أنظمة بيولوجية هائلة تحت سطحها، حتى عندما تبدو نباتاتها الظاهرة بسيطة نسبياً.

وتترافق هذه الأهمية مع الضعف.

تُعدّ المراعي من بين أقل النظم البيئية حمايةً على كوكب الأرض. ويجري تحويلها إلى استخدامات زراعية بمعدل يقول الباحثون المشاركون في المشروع إنه أسرع بأربع مرات تقريباً من معدل تحويل الغابات.

عندما تُحرث المراعي، أو تُخصب بكثافة، أو تُحوّل إلى أراضٍ زراعية مُدارة بشكل مكثف، قد تتعرض مجتمعاتها الفطرية للاضطراب. ويصعب ملاحظة الخسارة الناتجة لأن معظم الكائنات الحية المتضررة تبقى تحت الأرض.

قد يستمر الحقل في الظهور باللون الأخضر بينما تصبح بنيته البيولوجية الخفية أرق بكثير.

أظهرت الأراضي الزراعية كثافة شبكية أقل

وتوقعت الدراسة أن الأراضي الزراعية واسعة النطاق تحتوي على ما يقرب من نصف كثافة شبكة الفطريات التكافلية الموجودة في النظم البيئية الطبيعية الأقل اضطرابًا.

لا تثبت هذه المقارنة أن جميع أشكال الزراعة تقلل كثافة الفطريات بنفس القدر، كما أنها لا تثبت أن ممارسة زراعية واحدة هي المسؤولة عن هذا الاختلاف.

قد يؤدي حرث التربة المكثف إلى تكسير الخيوط الفطرية. كما أن بعض الأسمدة قد تقلل من اعتماد النبات على الفطريات، مما يؤدي إلى توجيه النبات كمية أقل من الكربون نحو هذه العلاقة. وقد يؤثر اختيار المحاصيل، والمبيدات الحشرية، وانضغاط التربة، والري، وغياب الجذور الحية بين مواسم النمو، على مجتمعات الفطريات الجذرية.

ومع ذلك، يحذر المؤلفون من أن العلماء ما زالوا يفتقرون إلى معلومات كافية لتحديد كيفية تأثير الممارسات الفردية على وظيفة الفطريات عبر أنواع التربة والمناخات المختلفة.

قالت كاتي فيلد، أستاذة عمليات التربة النباتية في جامعة شيفيلد والمساهمة في الدراسة، في بيان صادر عن الجامعة، إن انخفاض كثافة الأراضي الزراعية يبدو مثيرًا للقلق. كما أكدت أن الباحثين ما زالوا يعرفون القليل نسبيًا عن كيفية تأثير الظروف البيئية المختلفة وأساليب الزراعة على صحة الفطريات وتخزين الكربون ودورة المغذيات. جامعة شيفيلد

هذا التحذير يعزز أهمية الخريطة بدلاً من أن يضعفها. فهو يوضح أين ينبغي للباحثين إجراء قياسات مباشرة وتجارب زراعية بدلاً من افتراض أن جميع الشبكات الفطرية تستجيب بشكل متطابق.

خريطة مختلفة ظهرت أولاً

يستند البحث الجديد إلى مشروع رسم خرائط عالمي ذي صلة نُشر في مجلة Nature في يوليو 2025.

استخدمت تلك الدراسة السابقة ما يقرب من 25000 عينة تربة محددة الموقع الجغرافي تحتوي على أكثر من 2.8 مليار تسلسل من الحمض النووي الفطري من 130 دولة. وقد رسمت خرائط للمناطق المتوقعة لثراء الفطريات الجذرية واستيطانها، أي المناطق التي من المحتمل أن تحتوي على العديد من الأنواع أو المجتمعات النادرة بشكل غير عادي.

وجد الباحثون أن أقل من 10% من المناطق المتوقعة الغنية بالفطريات الجذرية تقع ضمن المناطق المحمية. كما أظهرت النتائج أن تنوع النباتات فوق سطح الأرض لا يُعد مؤشراً موثوقاً لتنوع الفطريات تحت سطح الأرض. (مجلة نيتشر)

تقيس الخريطتان أشياء مختلفة.

تساءلت دراسة نُشرت في مجلة Nature عام 2025 عن الأماكن التي يُحتمل أن تحتوي على أكبر تنوع من الفطريات الجذرية. أما دراسة نُشرت في مجلة Science عام 2026، فقد بحثت في مدى كثافة شبكات الفطريات الجذرية وكمية الكتلة الحيوية التي تحتويها.

قد يحتوي النظام البيئي على كمية كبيرة من الكتلة الحيوية الفطرية دون أن يمتلك بالضرورة أعلى تنوع في الأنواع. وعلى العكس من ذلك، قد تحتوي منطقة ما على أنواع فطرية نادرة دون أن يكون لديها أكبر طول إجمالي للخيوط الفطرية.

قد يتطلب التخطيط الفعال للحفاظ على البيئة كلا النوعين من المعلومات.

الخريطة نموذج، وليست صورة فوتوغرافية مباشرة

على الرغم من نطاقها غير المسبوق، فإن الخريطة الجديدة تحتوي على قدر كبير من عدم اليقين.

لم يقم العلماء باستخراج وقياس كل خيط فطري على الأرض. بل استخدموا ملاحظات التربة والتصوير المختبري والبيانات البيئية والتعلم الآلي للتنبؤ بالمناطق التي لم يتم أخذ عينات منها.

لقد خضعت بعض مناطق العالم لدراسات أكثر شمولاً من غيرها. فأوروبا وأمريكا الشمالية عموماً تتمتعان بتغطية علمية أكثر كثافة من الغابات الاستوائية النائية، أو المناطق غير المستقرة سياسياً، أو المناطق المعزولة في آسيا الوسطى وأفريقيا.

يمكن للنموذج تحديد الأماكن التي من المحتمل أن تكون فيها الشبكات الفطرية كثيفة، ولكن لا يزال من الضروري أخذ عينات ميدانية محلية لتأكيد الظروف على أرض الواقع.

لذلك ينبغي فهم التقدير العالمي البالغ 110 كوادريليون كيلومتر على أنه تقريب تم تطويره علميًا، وليس جردًا حرفيًا لكل خيط فطري حي.

تكمن قيمة هذا العمل في إنشاء قاعدة بيانات عالمية قابلة للاختبار. ويمكن لمسوح التربة المستقبلية أن تُحسّن النموذج، وتكشف عن التغيرات، وتحدد الأماكن التي كانت فيها تنبؤاته خاطئة.

لماذا تُعدّ الخريطة مهمة الآن

كثيراً ما يتم إغفال الفطريات من خطط الحفظ المصممة حول الحيوانات والنباتات والمناظر الطبيعية المرئية.

قد تحافظ حدود المناطق المحمية على الغابات مع إغفالها للمجتمعات الفطرية النادرة خارج تلك الحدود. وقد تحسب سياسات المناخ الكربون الموجود في الأشجار دون قياس الكائنات الحية الدقيقة الموجودة تحت الأرض والتي تستقبل وتعيد توزيع جزء كبير منه. وقد تتتبع البرامج الزراعية غلة المحاصيل دون رصد التغيرات في البنية التحتية الحيوية التي تدعم خصوبة التربة.

تُتيح خريطة البنية التحتية للفطريات الجذرية للحكومات والباحثين ومديري الأراضي أداةً جديدةً لتغيير هذا النهج. وقد أُتيحت بياناتها الأساسية للمراقبة والتخطيط لإعادة التأهيل وإجراء المزيد من البحوث.

يمكن أن تساعد الخريطة العلماء في اختيار مواقع لأخذ عينات جديدة من التربة، ومقارنة الظروف الفطرية عبر أنظمة الزراعة، وتحديد المناظر الطبيعية التي قد يؤدي فيها التطور إلى إتلاف الشبكات الكثيفة بشكل استثنائي.

كما أنه يغير النطاق الذي يمكن للناس من خلاله التفكير في الفطريات.

الفطر ليس سوى البنية التكاثرية المرئية لبعض أنواع الفطريات. أما الكائن الحي الأكبر حجماً، فيوجد غالباً كجسم متفرع تحت سطح الأرض. وعلى مستوى الكوكب، يكاد يكون من المستحيل استيعاب الطول الإجمالي لتلك الأجسام المجهرية.

لم يكتشف العلماء هذه الشبكة للمرة الأولى. فقد عاش البشر فوقها على مر تاريخنا، واعتمدت النباتات على الشراكات الفطرية لمئات الملايين من السنين.

ما تغير هو قدرتنا على رؤيته.

لقد حوّلت المجاهر الروبوتية وقواعد بيانات التربة الدولية ونماذج التعلم الآلي نظامًا بيولوجيًا غير مرئي إلى شيء يمكن قياسه ورسم خرائطه وحمايته بشكل محتمل.

والنتيجة هي صورة جديدة للأرض. تحت الخريطة المألوفة للمدن والأنهار والمزارع والغابات تكمن جغرافية أخرى، مصنوعة من خيوط حية تنقل المغذيات وتدعم النباتات وتؤثر على دورة الكربون في الكوكب.

لأول مرة، أصبح لهذا العالم الخفي عنوان عالمي.

الإبلاغ والإفصاح عن المصادر

تستند هذه المقالة إلى دراسة محكمة منشورة في مجلة ساينس بتاريخ 11 يونيو 2026، بعنوان "الكثافة العالمية والكتلة الحيوية لشبكات الفطريات الجذرية الشجرية"، ورقم DOI: 10.1126/science.adu4373. كما تستند إلى دراسة نُشرت في مجلة نيتشر عام 2025 بعنوان "البؤر العالمية الغنية بالفطريات الجذرية ضعيفة الحماية"، وبيانات صادرة عن SPUN، وملخصات بحثية من AMOLF وجامعة شيفيلد.

تُرجم هذا المقال من إصدار U.S. English في Consumerlite News. اقرأ النص الأصلي.