Spojenci pod povrchem

Jsou to takzvané arbuskulárně mykorhizní houby, které netvoří plodnice, a tak jejich mycelium zůstává dokonale skryto v půdě. Spory (výtrusy), podle jejichž morfologie bylo popsáno přibližně 350 druhů, jsou sice mnohem větší, než je u hub zvykem, stejně však patrné jen pod lupou.

Fosfor za uhlík

Proč nás tedy arbuskulárně mykorhizní houby zajímají? Předně proto, že tvoří symbiózu s asi 70 % druhů rostlin, a tak ovlivňují vegetaci ve většině suchozemských ekosystémů. Za to, že rostliny dovolují houbám kolonizovat kořeny, tedy vrůstat až do buněk primární kůry, získávají exkluzivní přístup k půdním živinám, a to zejména k fosforu. Tohoto prvku potřebují rostliny poměrně dost, ale v půdě je přirozeně málo dostupný. Na vnitrokořenové mycelium hub je napojena síť půdního mycelia, které představuje mnohem účinnější nástroj příjmu živin než kořeny. Hyfy hub prorůstají větším objemem půdy a rychle vyhledávají nové zdroje, například přímo v rozkládající se organické hmotě. Živiny pak transportují do kořene, kde je prostřednictvím specializovaných struktur, takzvaných arbuskul, směňují s rostlinou za uhlíkaté látky. Ty si rostlina vyrábí ve fotosyntéze, a mívá jich proto obvykle dostatek.

Houby místo hnojiva?

Není divu, že objevování zákonitostí fungování mykorhizy od poloviny 20. století šlo ruku v ruce s úvahami o využití mykorhizních hub v rostlinné produkci. Arbuskulární mykorhizu totiž tvoří i valná většina plodin včetně těch globálně nejvýznamnějších, jako jsou pšenice, kukuřice nebo rýže. Bezpočet pokusů, které porovnávaly růst plodin s mykorhizou a bez ní, ukázaly, že jim mykorhiza prospívá. Zároveň průzkumy kořenů v polních podmínkách naznačily, že plodiny často mívají mykorhizních hub v kořenech málo. Proč jim tedy houby nedodat místo hnojiva?

Tak jednoduché to bohužel není. Háček je v asymetrickém vztahu mezi rostlinami a arbuskulárně mykorhizními houbami: pro houby je symbióza otázkou bytí či nebytí – v přísunu uhlíkatých látek jsou zcela závislé na rostlině, z půdy je přijímat neumí. Rostliny však mykorhizní houby potřebují jen v živinami chudých půdách. Když je v půdě živin dostatek, vystačí si s kořeny a omezí přísun uhlíkatých látek houbám. Pokud se v takových podmínkách houby v kořenech rostlin rozvinou, mutualistická symbióza se mění na vztah komenzální, či dokonce parazitický, a tedy pro rostlinu neprospěšný.

Přidávat rostlinám mykorhizní houby tedy má smysl, pouze pokud podmínky, zejména dostupnost fosforu, umožní rozvoj mutualistického vztahu. To však není případ většiny orných půd, protože plodiny potřebují pro dosažení výnosů, které od nich požadujeme, dostupnost fosforu mnohem vyšší. Mykorhiza, i když zvyšuje příjem živin rostlinami, nedokáže kompenzovat případné snížení hnojení v míře potřebné pro zachování výnosů.

Trénink sebeobrany

Nicméně mykorhizní houby nejsou jen živinovody do kořenů, jak by se zdálo podle principů fungování mykorhizy. Komplexně ovlivňují fyziologii rostlin, například zvyšují jejich odolnost vůči stresům. Zajímavý je zejména vliv mykorhizy na odolnost vůči stresům biotickým, tedy patogenům a škůdcům, protože může být nezávislý na živinových přínosech mykorhizy. Prvotní kontakt mykorhizních hub s kořeny aktivuje obrannou odpověď rostliny, která je sice díky komunikaci mezi rostlinou a mykorhizní houbou záhy potlačena, ale v důsledku hormonálních změn zůstává rostlina lépe připravena čelit nepřátelskému napadení. A protože patogeny i škůdci v rostlinné produkci představují vážný problém, je tento přínos mykorhizy potenciálně významný, zejména s ohledem na žádoucí omezení používání biocidů v zemědělství.

Kultivace půdy

Kromě rostliny navíc mykorhizní houby v mnoha směrech ovlivňují také vlastnosti půdního prostředí. Mycelium hub váže v komplexních sloučeninách nezanedbatelnou část uhlíkatých látek, které od rostliny tečou do půdy, a přispívá tak k tvorbě půdní organické hmoty. Navíc váže i živiny, což je důležité zejména v případě dusíku, tedy minerálního prvku, kterého rostliny potřebují úplně nejvíc. Vlákna hub propojují půdní částice, a tak tmelí agregáty a zvyšují schopnost půdy zadržovat vodu. V neposlední řadě pak přítomnost mycelia a související změny v půdních vlastnostech podporují rozvoj dalších půdních mikroorganismů. Všechny tyto změny lze v kontextu orných půd jednoznačně považovat za pozitivní, protože právě úbytek půdní organické hmoty, eroze nebo vyplavování živin patří k významným negativním dopadům intenzivního zemědělství.

Novější poznatky o složitých interakcích mykorhizních hub s rostlinami a půdním prostředím tedy naznačují, že mykorhizní houby mohou hrát i v zemědělských systémech mnohem rozmanitější role, než se dříve předpokládalo. Výzkum se proto obrací k přínosům mykorhizy, které zjednodušené vnímání této v základu živinové symbiózy považuje za „vedlejší“. Vědci začínají chápat, že „vedlejší“ přínosy mykorhizy mohou být ve skutečnosti těmi hlavními, a to nejen pro ekosystémy, ale i pro zemědělce.