Díky houbám funguje les jako dokonale spolupracující celek, v němž bohatý pomáhá chudému a silnější chrání slabšího

„Houbaři mají žně.“ „Houby rostou, z lesa se nosí po kilech.“ „Houbařit se už dá i ve městech.“ Letošní nadprůměrně teplé září nahrávalo milovníkům hub a novinové titulky nešetřily superlativy. Krom faktu, že houby jsou pro miliony lidí vyhledávanou pochoutkou, ale existují i další – a podstatně zajímavější – důvody, proč tyto organismy obdivovat.

Stromy v lese jsou navzájem propojené rozsáhlou a spletitou síti houbových vláken. Posílají si po ní varovné zprávy i porce živin. Díky houbám funguje les jako dokonale spolupracující celek, v němž bohatý pomáhá chudému a silnější chrání slabšího. Když se souhra naruší, dostává se příroda do svízelné situace. Pokud chceme les chránit, musíme v něm udržet podmínky, za jakých „houbový internet“ ještě poskytuje stromům své neocenitelné služby.

Dokonce i houbař začátečník ví, že houby „kamarádí“ s určitými druhy stromů. Křemenáče se vyplatí hledat pod břízami nebo pod osikami. Některým druhům hřibů se daří v blízkosti dubů a vybrané druhy ryzců si libují nedaleko smrků. Tohle elementární houbařské know-how těží ze znalostí o vzájemně výhodném soužití hub a stromů. Německý botanik a mykolog Albert Bernhardt Frank pro ně už v roce 1885 vytvořil odborný termín mykorrhiza složením řeckých slov mýkés čili houba a rhiza čili kořen.

Přírodní historie mykorrhizy je ale mnohem delší. Když se před zhruba 500 miliony roků vydaly první vodní rostliny dobýt souš, pomohlo jim k uchycení v novém, nehostinném prostředí právě spojenectví s houbou. Dnes žije v mykorrhizovém paktu s houbami přes 90 procent veškeré suchozemské flóry.

Starosti Suzanne Simardové

Houbaře zajímají především plodnice. Tyto nadzemní „továrny na výtrusy“ však tvoří z organismu houby jen viditelnou „špičku ledovce“. Vyrůstají z rozsáhlé podzemní sítě. Pokud uzavře rostlina s houbou mykorrhizní svazek, pak se napojí na síť mnohonásobně rozsáhlejší než její vlastní kořenový systém. Na každý milimetr délky kořenů rostliny připadají až čtyři centimetry mykorrhizních houbových vláken. O dynamice tohoto vztahu svědčí fakt, že houbové vlákno napojené na kořínek rostliny se může za jediný den protáhnout o celý metr a přitom se napojit na kořeny dalších rostlin.

Podhoubí vypadá na první pohled křehce, ale dorůstá impozantních rozměrů a dožívá se přímo metuzalémského stáří. K nejstarším a největším známým houbám patří václavka smrková rostoucí v lese Malheur National Forest v oregonských Modrých horách. Její podhoubí se rozprostírá na ploše skoro devíti čtverečních kilometrů a celkovou hmotnost odhadují odborníci na více než 600 tun. Vzklíčila ze spory zhruba před 2800 lety, a přesto není držitelem rekordu v dlouhověkosti. Ten patří exempláři jiného druhu václavky – starému 5000 let.

Houby a rostliny si pomáhají. Houba přijímá z půdy vodu a minerální látky, které nabízí rostlině. Na oplátku dostává organické sloučeniny bohaté na energii, které si rostlina vytváří fotosyntézou v listech. Tenhle „výměnný obchod“ odhalili vědci už dávno. Je to ale pouhý střípek v mnohem rozsáhlejší mozaice vztahů, jež vědci odhalili relativně nedávno.

K nejvýznamnějším světovým odborníkům na spolupráci rostlin s houbami patří kanadská bioložka Suzanne Simardová. Vystudovala lesnictví a ve svém prvním zaměstnání dostala v lesních školkách na starost pěstování sazenic stromů určených k zalesnění vykácených ploch. Práce ji těšila. Byla ráda, že výsledkem jejího snažení bude nový les. Jenže sazenicím se ve školkách často nedařilo, i když se jim dostávalo veškeré možné péče.

Simardová byla přesvědčená, že stromkům poskytla vše pro nerušený růst. Sazenice přesto chřadly a hynuly. Přitom v lese stejně velké stromky prosperovaly, i když musely soupeřit o vodu a živiny s dalšími rostlinami a stínily je vzrostlé stromy. Nebyla to zdaleka jediná záhada, která Suzanne Simardové vrtala hlavou. Dumala i nad tím, proč obrazí pařez pokáceného stromu, i když už mu nezbyl jediný lístek, v kterém by si s přispěním energie slunečního záření vyrobil z vody a oxidu uhličitého životadárné organické molekuly bohaté na energii. Suzanne Simardová chodila lesními školkami i panenskými lesy provincie Britská Kolumbie a sílil v ní pocit, že jí něco důležitého uniká.

Zelení humanitárci

Došlo jí, že člověk velkou část lesa nevidí, protože je ukrytá pod zemí. Tak jako se nad zemí tyčí kmeny a větve vytvářejí korunu, rozprostírá se pod zemí systém kořenů a kořínků napojený na houbová vlákna. A mykorrhizní houba nemusí být napojená jen na jeden jediný strom. Může uzavírat větší společenství od těch nejstarších, odumírajících stromů přes ty v plné síle až po nejmenší stromky, které právě vzklíčily ze semínka.

Některé houby jsou vybíravé a uzavírají mykorrhizní partnerství jen s úzkým okruhem rostlin. Jiné ale tak úzkoprsé nejsou a svými vlákny se napojují na stromy rozličných druhů. Vlákna různých druhů hub se však navzájem ignorují. Nevraživost mezi nimi jde tak daleko, že se za cizince někdy považují dokonce i houby jednoho druhu pocházející z různých lokalit.

Suzanne Simardová pochopila, že skrytý lesní svět, který máme pod nohama, může být podstatně složitější než ten, který se staví na odiv zraku. O tom, jak funguje, víme málo. To byl pro mladou lesnici důvod k návratu na univerzitu ve Vancouveru. Tentokrát ale neusedla na lavici v posluchárně. Trávila dny a noci v laboratořích a na experimentálních lesních plochách a postupně přicházela na kloub úžasným tajům světa lesního podzemí.

Simardová a její spolupracovníci nabízeli rostlinám oxid uhličitý obsahující radioaktivní izotop uhlíku. Rostliny využily nabídnutý plyn k syntéze organických sloučenin, do kterých poskytnutý izotop zabudovaly. Nyní mohli vědci sledovat, kam tyto molekuly putují. Nikoho nepřekvapilo, že se objevily ve vláknech houby, která byla napojená na kořenový systém rostliny. To jen potvrzovalo dobře známý „výměnný obchod“ probíhající v rámci mykorrhizy. Pokud se ale houba napojila ještě na jinou rostlinu, objevily se molekuly nesoucí radioaktivní izotop uhlíku i v této rostlině. Výměna živin se tedy zjevně neomezuje jen na rostliny a houby, ale probíhá také mezi různými rostlinami. Houba přitom hraje roli dopravního systému či prostředníka.

Pokusy v lesích ukázaly, že právě houbová vlákna pomáhají malým semenáčkům zvládnout úskalí počátečního období růstu. Když v lesní půdě vzklíčí ze semínka malá jedle, nevsadil by zkušený bookmaker na její přežití zlámanou grešli. Jakou má asi šanci, když se nad ní tyčí dokonce i byliny, o keřích a stromech nemluvě? V přízemním přítmí se malé jedli nedostává světla k fotosyntéze. Jak si má vyrobit organické látky potřebné k růstu ak tomu, aby si vydobyla své místo na slunci? Naštěstí nestojí v boji o místo na tomto světě sama proti všem. Má mocné spojence. Houbová vlákna spojují její vláskovité kořínky s mocným kořenovým systémem vzrostlých stromů. Jedle vysoké několik desítek metrů „slyší“ svými kořeny „hladový pláč“ klíčícího stromku a přes podzemní síť mu posílají porce životně důležitých živin.

Malé rostliny mají kořeny rozprostřené jen mělce při povrchu a nedosáhnou do hlubších vrstev půdy, odkud by mohly načerpat dostatek vody. Kromě „hladu“ jim hrozí i smrt „žízní“. I tady se však mohou spolehnout na pomoc plně vzrostlých stromů. Pečlivá měření odhalila, že od nich malé semenáčky dostávají až polovinu veškeré vody. Díky téhle „humanitární pomoci“ malý stromek roste a sílí, až se nakonec postaví na vlastní nohy a je připraven sám pomáhat slabším.

Stromy nezapomínají ani na seniory. Pokácený strom nebo lesní velikán, který padl pod náporem vichru, se promění v pařez zbavený koruny. Přišel o listy či jehličí a tím i o možnost vyrábět organické molekuly nezbytné pro přežití. Přesto nemusí skončit jako kus mrtvého dřeva. Naopak. Z pařezu rostou nové výhonky a strom může překvapivě rychle vstát z mrtvých. Kde k tomu bere sílu? K zmrtvýchvstání mu pomáhají okolní stromy v produktivním věku. Přes síť mu posílají potřebné živiny a pomohou mu překonat kritickou životní periodu.

Velmi tichá pošta

Živiny mohou kupodivu proudit i mezi stromy náležejícími k různým druhům. Lesní „solidaritě“ je xenofobie cizí. Suzanne Simardová studovala vzájemné vztahy mezi jehličnatou douglaskou tisolistou a listnatou břízou papírovitou, které v lesích Britské Kolumbie nejednou rostou v těsném sousedství. Douglasky nemají na růžích ustláno. Lesníci je porážejí pro cenné dřevo a jsou zranitelnější při lesních požárech. Když se douglaska vrací na vykácené nebo vypálené plochy, může se spolehnout na pomoc břízy papírovité. Malé semenáčky douglasek se napojí na vzrostlé břízy a dostávají od nich významnou „potravinovou pomoc“. Bříza dokonce zohledňuje situaci jednotlivých semenáčků. Pokud douglaska vzklíčila ve stínu a trpí nedostatkem světla, posílá jí bříza až o dvě třetiny vydatnější porce živin než šťastnějším douglaskám, rostoucím v příhodnějších podmínkách.

Ve výsledcích podobných experimentů našla Suzanne Simardová odpověď na otázku, proč se malým stromkům v lesních školkách často vede hůř než těm v lese. Ve školce rostou vedle sebe jen velmi mladí jedinci jednoho druhu, kteří si mohou navzájem pomáhat jen ve velmi omezené míře. Chybí tu vzrostlé mateřské stromy, které by se o omladinu postaraly a pomohly jí z nesnází. Ve školkách nejsou k dispozici ani vzrostlé stromy jiných druhů, které by zaskočily jako „chůvy“.

Pomoc „mateřských“ stromů mladé generaci se zdá z evolučního hlediska logická, protože starší stromy tak významně přispívají k přežití vlastního druhu. Dokonce ani na mezidruhové spolupráci nemusejí stromy tratit. Les funguje jako složitý organismus, kterému pestré společenstvo dodává na odolnosti a životaschopnosti.

Stromy se zkrátka v lesích řídí pravidlem „každý chvilku tahá pilku“. Jasně to ukázala další sledování vzájemné výpomoci mezi douglaskou a břízou. Z jara pomáhají rychle rostoucí mladé douglasky břízám překonat nároky spojené s rašením listů. V létě už jsou břízy v plné síle a posílají „potravinovou pomoc“ malým semenáčkům douglasek živořícím ve stínu větších stromů. Na podzim se situace opět obrací a výměně živin dominuje podpora ze strany plně vzrostlých douglasek starým břízám.

V lese zkrátka nevládnou jen bilaterální vztahy. Když se vědci podívali na bilanci živin zeravu obrovského, jenž patří k typickým jehličnanům lesů Britské Kolumbie, zjistili, že je zapojen do výměny látek mezi douglaskami a břízami. Plná pětina živin, které si tyto dva druhy stromů posílají, končí u zeravů.

Vazby mezi stromy zasahují dokonce až do živočišné říše. Když táhnou řekami Britské Kolumbie lososi, aby se na horních tocích vytřeli a zplodili další pokolení, číhají na ně u peřejí medvědi. Šelmám nastává doba velkolepých hodů. Často z ulovených ryb sežerou jen hlavu a vnitřnosti a zbytek nechají na břehu napospas menším masožravcům. I po těch ale zbudou na březích kusy lososích těl. Ty se rozloží a uvolněné látky z nich proniknou do půdy. Odtud je nasají kořeny blízkých stromů, ale nenechají si je pro sebe.

Dusíkaté látky pocházející z lososů mají celou řadu zvláštností a díky tomu lze sledovat jejich pouť celým lesním ekosystémem. Stromy rostoucí na březích řek posílají přes „houbový internet“ živiny z rybích mršin dalším stromům, které by na ně svými vlastními kořeny nikdy nedosáhly. Zbytky z medvědí hostiny je tak pohnojen mnohem větší kus lesa, než by se na první pohled zdálo.

Čím hlouběji vědci pronikají do tajů lesní sítě, tím jasněji před nimi vystupují rizika spojená s neuváženými razantními zásahy do tamních ekosystémů. Narušení rovnováhy mezi rostlinami jednoho druhu nebo rovnováhy uvnitř společenstev tvořených druhy různými může mít těžko předvídatelné, ale o to závažnější následky. Suzanne Simardová proto rozšířila svůj výzkum i do kanadské tundry, která čelí intenzivnímu oteplení. Za posledních 150 let tam meteorologové zaznamenali trojnásobně vyšší nárůst průměrných teplot, než činí globál. Flóra tundry na to reaguje.

Nepřehlédnutelný trend představuje například šíření keřovité břízy trpasličí. Proč oteplení svědčí právě tomuto rostlinnému druhu a co mu otevírá cestu k dominanci v ohřívající se tundře? Ukazuje se, že těží z mykorhizního spojenectví. Jednotlivé březové keříky si jeho prostřednictvím vypomáhají. Posílají si živiny především během krátkého polárního léta. Dokážou si tak zajistit příhodné podmínky pro rychlý růst listů. Bříza maximálně využívá krátkou vegetační sezonu k růstu a ukládání živin na překonání útrap dlouhé polární zimy.

Bříze trpasličí zřejmě nahrává fakt, že oteplení svědčí pavučinci, s jehož podhoubím uzavírá mykorhizní společenství. Podhoubí pavučinců se rozrůstá do velké šíře. Dovoluje propojení bříz na větší vzdálenosti a usnadňuje spolupráci většího počtu keřů. Až doposud převládaly v kanadské tundře holubinky, jejichž podhoubí tvoří poměrně krátká vlákna a dovolují bříze spolupráci jen na „lokální úrovni“.

Vědci nezjistili, že by se bříza dělila o živiny s jinými druhy rostlin. Flóra tundry ve vzájemné podpoře prostřednictvím sítě houbových vláken za břízou trpasličí silně zaostává a bříza z téhle své přednosti očividně těží. Zarůstání tundry břízou trpasličí ale roztáčí spirálu dalšího oteplování tohoto polárního ekosystému, protože krajina zarostlá keři pohlcuje více slunečního záření a tím se ještě víc ohřívá.

Vládni a spoj

Pro stromy má někdy informace větší cenu než hmotná pomoc. Také v tom se mohou spolehnout na síť houbových vláken, jejímž prostřednictvím jsou vzájemně online. Pokud je některý z nich napaden škůdci, začne se intenzivně bránit. Zároveň posílá varování okolí. Molekuly typické pro bránící se organismus putují ke stromům, kam škůdce či choroba zatím nepronikli. Ty tak mohou s předstihem spustit obranné mechanismy a nepřítele uvítají v plné pohotovosti. Jejich šance, že blížící se hrozbě odolají, se díky tomu významně zvýší.

Vědci dlouho nahlíželi na rostlinná společenství lesa jako na kolbiště, kde probíhá pouze nesmlouvavý boj o přežití. Byli přesvědčeni, že mezi sebou jednotlivé rostliny nemilosrdně soupeří, silní přežívají a slabí hynou. Nyní se ukazuje, že situace je mnohem složitější. Ve světě rostlin má své nezastupitelné místo i vzájemná pomoc. I ta má však své meze. V některých případech může síť houbových vláken totiž sloužit také jako prostředek k soupeření. Rostliny si mohou posílat látky, které jejich konkurentům nesvědčí. Ty přicházejí ke slovu především v situacích, kdy je ohroženo celé společenstvo lesa. Ani pak se ovšem rostliny nepromění v úplné sobce. Experimenty z poslední doby dokazují, že rostliny dokážou rozeznat své příbuzné ak těm se pak chovají i ve vypjatých situacích o poznání přívětivěji než k příslušníkům vlastního druhu, s kterými je nepojí těsnější pouto.

V jedné přednášce se Suzanne Simardová podělila o krutou životní zkušenost z léčby rakoviny. Vzpomínala, jak v nemocnici s dalšími pacientkami celé dny proplakala. Ale vzpomínala i na to, jak se nemocné ženy navzájem povzbuzovaly a jak jí pomáhali její nejbližší – rodina i kolegové z práce. Poskytování pomoci těm, kdo ji potřebují, patří podle Simardové k významným atributům pozemského života, a příroda ho neupřela dokonce ani stromům.

Autor, profesor České zemědělské univerzity, pracuje ve Výzkumném ústavu živočišné výroby

LN, 29.9.2018