Nấm là thành viên chính trong phần lớn các hệ sinh thái

Một nhóm các nhà nấm học Western đã dành hai mùa hè ở khu vực ẩm ướt và bẩn thỉu bậc nhất ở Newfoundland để tìm hiểu về các loại nấm và tìm thấy sự thật đằng sau những mũ nấm: chúng đích thị là “nhân vật chính” trong phần lớn các hệ sinh thái trên mặt đất.

Các loại nấm nói chung, trong đó có cả nấm ăn, đóng vai trò quan trọng một cách mật thiết trong mọi hệ sinh thái trên trái đất vì chúng cung cấp các nguồn dưỡng chất và khoáng chất một cách bền vững để duy trì sự sống của cây trồng khi phân giải cành cây, lá khô…, và phân giải cả các sản phẩm hữu cơ, vô cơ trong các quần xã sinh vật khi chúng phát triển và sinh sản.

“Có rất nhiều nhà sinh thái đang bắt đầu nhận ra rằng nấm có thể thực sự vận hành cả thế giới theo cách của mình. Chúng tôi đã dành rất nhiều thời gian trong suốt cuộc đời mình chỉ để tập trung vào những thứ diễn ra trên mặt đất, những thứ chúng tôi thấy như cây cối, động vật, chim chóc”, giáo sư sinh học trường Western Greg Thorn nói. “Nhưng trên thực tế, cây cối lại có mối quan hệ mật thiết với nấm và về cơ bản không thể ở đó (trên mặt đất) mà lại thiếu chúng được”.

Nấm khiến cho chất dinh dưỡng lúc nào cũng sẵn có cho cây cối theo nghĩa phân giải và tái sử dụng dinh dưỡng, hoặc vận chuyển một cách trực tiếp chất dinh dưỡng đến thực vật hoặc trong một số trường hợp là xảy ra cả hai.

“Sự đa dạng và thành phần của cộng đồng nấm tại một nơi thực sự tác động đến những gì diễn ra về mặt sinh thái cả về thành phần thực vật và năng suất”, Thorn nói. “Nếu cây cối tăng trưởng nhiều hơn, ở đó có sẵn thức ăn cho động vật hơn. Vì vậy thực sự là toàn bộ mọi điều trên thực tế chúng ta quan tâm đều bắt đầu trong lòng đất với việc nấm đóng vai trò thúc đẩy những thứ đó”.

Nấm là máy hút bụi của tự nhiên

Katarina Kukolj, một học viên cao học trong phòng thí nghiệm của Thorn, thực hiện một nghiên cứu tìm hiểu về những ảnh hưởng của nấm gỗ thổi (Lepista nuda), một loại nấm ăn được có trong môi trường đất ven biển Newfoundland, cụ thể là trong cộng đồng Lumsden.

Trên cơ sở nghiên cứu của Thorn, Kukolj muốn biết tại sao và cách nào khiến nấm gỗ thổi về cơ bản ‘tấn công’ các vi động vật (gồm cả động vật và sinh vật nguyên sinh) sống trong đất và đóng vai trò như một loại máy làm sạch tự nhiên khi ăn các vi khuẩn, phân giải chất dinh dưỡng dư thừa và tạo ra những cái mới.

Những nghiên cứu trước đây về nấm thổi đã cho thấy các đặc tính và sức mạnh chống vi sinh vật của chúng trong phòng thí nghiệm nhưng chưa óc nghiên cứu ở hiện trường nào quan sát được sự tăng trưởng của nấm gỗ thổi trong môi trường tự nhiên. Nghiên cứu của Kukolj bao gồm việc lấy các mẫu thử trong đất tại nhiều thời điểm khác nhau để biết về sự xuất hiện một cách tự nhiên nhất các phần của nấm thổi (tương tự như những vân vòng cây lấy gỗ), các phần đất gần đó có cấy nấm Blewit mycelium (cấu trúc giống rễ của một loại nấm) do một đối tác công nghiệp là Nuspora Life Sciences Inc. tạo ra, và các vùng đất khác về mặt địa lý không có nấm thổi.

Pha nghiên cứu này của cô vẫn còn đang được thực hiện, Kukolj không có đầy đủ mọi câu trả lời cho vấn đề của mình nhưng có một điều có thể chắc chắn: những loài nấm đó đều rất lớn.

“Những cây nấm thổi mà chúng tôi đang nghiên cứu đều rất lớn và rất nặng”, Kukolj nói. “Nơi chúng lớn, không có nhiều đất lắm đâu, vì vậy chúng không có nhiều vật liệu để phân rã. Và chúng tôi cho rằng có vi khuẩn trong đó. Vậy câu hỏi là trong đất có gì? Đó chính là điều tôi đang nghiên cứu”.

Hiện ở trong phòng thí nghiệm, Kukolj đang phân loại các loài chân đốt (côn trùng, nhện và giáp xác), giun tròn (các loài giun không phân đoạn, cụ thể là dài khoảng 0,05 millimeters), vi khuẩn, nấm trong các cộng đồng đất và phân biệt độ phong phú của chúng bằng việc sử dụng kỹ thuật tách chiết DNA, nhận diện và giải trình tự.

Kukolj tin là nghiên cứu của mình có thể giúp có thêm dữ liệu cho việc sử dụng nấm gỗ thổi như một phân bón sinh học cho việc trồng trọt hữu cơ. Nấm gỗ thổi có thể là một giải pháp thân thiện với môi trường thay thế cho các phân bón hóa học tổng hợp. Chúng không độc hại và có thể không bị phân hủy vào các dòng chảy.

“Tôi luôn luôn quan tâm đến tự nhiên và nấm, và quan tâm đến môi trường. Nông nghiệp là một trong những điều thực sự chúng ta có thể làm được tốt hơn, theo nghĩa giảm thiểu các phân bón vô cơ độc hại. Nó đang làm hủy hoại các hệ sinh thái”, Kukolj nói. “Với việc nông nghiệp hữu cơ ngày một trở nên phổ biến hơn, và con người cũng biết rằng phân bón vô cơ độc hại với môi trường. Nếu nấm gỗ thổi có thể thay thế một trong những loại phân bón độc hại đó thì nó sẽ đem lại kết quả tốt đẹp biết bao”.

Vì là một loài nấm ăn được nên Kukolj đề xuất là nấm gỗ thổi có thể trở thành một giải pháp thu hoạch tiềm năng cho nông dân, ngoài việc là thuốc trừ sâu sinh học nhưng điều này vẫn cần có những nghiên cứu tiếp theo.

Gốc rễ của vấn đề

Alicia Banwell, cũng là một học viên cao học trong phòng thí nghiệm của giáo sư Thorn, đang tập trung vào việc tái sinh rừng và vai trò của nấm trong trong việc tái sinh các cánh rừng của Canada.

Khi một khu rừng, giống như một nghiên cứu của Banwell ở vịnh Gander, Newfoundland, bị phá thù thường cây non được trồng trong khu vực bị phá để thay thế cho thế hệ tiếp theo. Trong khi cây non được ươm một vài năm trong vườn ươm, chúng phát triển một lớp thảm xoắn nấm kết nối với rễ của mình, gọi là nấm cộng sinh (ectomycorrhizal fungi).

Các khu rừng cũng có những thảm nấm cộng sinh của chính mình, người ta có thể thấy chúng nằm dưới lớp rêu và đất. Những hình thức nấm như thế này hình thành một mạng lưới ngầm trong rừng, cho phép cây kết nối với mạng lưới chuyên chở các nguồn carbon, nitrogen, và cả những dưỡng chất khác với nhau, góp thêm vào việc tạo ra nhiều loại nấm ăn như nấm mồng  gà (chanterelles). Trong nghiên cứu của mình, Banwell lấy mẫu rễ của các loại cây có trong rừng và cây non cô trồng tại đó, vốn là cây công nghiệp điển hình trồng tại địa phương. Chỉ có một vài loài nấm sống trong vườn ươm nhưng trong rừng, có một mạng lưới đa dạng các loài nấm, ví dụ như các loại nấm mồng gà (Cantharellus enelensis) và các loại cây được dành để tái trồng ở các khu rừng ở Newfoundland. Một lần nữa, bất chấp sự nghèo nàn của đất.

“Các bào tử nấm có mặt ở khắp nơi. Mọi cây non trong vườn ươm đều có một số loại bám trên hệ rễ của chúng”, Banwell nói. “Tôi muốn biết cách chúng hoạt động khi được đưa vào môi trường tự nhiên. Vậy loài nấm cộng sinh trên cây non được ươm trong vườn ươm ảnh hưởng như thế nào đến nấm cộng sinh trong rừng, bao gồm cả nấm mồng gà ăn được? Liệu chúng có thể thay thế được nấm cộng sinh ở trong rừng không? Hay nấm cộng sinh ở trong rừng có thể thay thế chúng?”.

Vẫn chưa có đủ dữ liệu để cho biết thông tin về bất kỳ phát hiện nào mới nhưng các câu trả lời sẽ nói với Banwell những gì đang diễn ra đối với nấm cộng sinh trong rừng và rừng tái sinh, và có thể có tiềm năng dẫn đến nghiên cứu xa hơn về cách thực hành tái sinh rừng có thể được cải thiện để bảo vệ sự đa dạng sinh học của nấm như thế nào.

Tương lai là nấm

Cả Kukolj và Banwell đều thực hiện nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của giáo sư Thorn, tương lai tươi sáng đang hé lộ với những nhà nấm học tương lai. Giống như tự bản thân nấm, giáo sư Thorn nói, công nghệ sinh học về nấm là ngành công nghiệp đang ngày một phát triển với những ứng dụng mới về nấm, như nấm gỗ thổi và nấm mồng gà, đang được khám phá và phát triển mỗi ngày.

“Con người đang sử dụng nấm theo rất nhiều cách chưa từng biết đến trước đây. Nấm đàn được sử dụng để tạo ra các chất thay thế stiron bọt, thịt nhân tạo cho đồ chay, và cả những loại thuốc mới. Có rất nhiều loại kháng sinh mới được phát triển từ nấm. Thật thú vị và hào hứng khi được nghiên cứu về nấm!”.

Thanh Phương tổng hợp

Nguồn: https://phys.org/news/2022-08-mushrooms-main-character-ecosystems.html

https://topteknews.net/mushrooms-serve-as-main-character-in-most-ecosystems-s183936.html