استجابات خاصة بالفطريات الجذرية لخصائص تربة الجذور والصفات الجذرية الدقيقة عند إضافة جسيمات بلاستيكية دقيقة من البوليسترين في غابة مختلطة معتدلة

لماذا تهم الجسيمات البلاستيكية الصغيرة في الغابات

معظمنا سمع عن الميكروبلاستيك في المحيطات، لكن القليل فقط يولي اهتمامًا لما يحدث عندما تتراكم هذه الشظايا البلاستيكية الصغيرة في الغابات. الغابات تعمل كمرشحات رئيسية للجسيمات المحمولة جوًا، ويمكن للميكروبلاستيك أن يتراكم تدريجيًا في التربة حيث تبحث جذور الأشجار وشركاؤها الفطريون عن الماء والمغذيات. تطرح هذه الدراسة سؤالًا يبدو بسيطًا لكنه ذو تبعات كبيرة: كيف يغير الميكروبلاستيك الحياة تحت الأرض للأشجار، وهل يمكن أن يغير ذلك من طريقة عمل الغابات في عالم يزداد دفئًا وتلوثًا؟

نوعان من المساعدين الفطريين تحت الأشجار

نادراً ما تعمل جذور الأشجار بمفردها. معظمها يشكل شراكات مع الفطريات الجذرية، التي تتبادل المغذيات من التربة مقابل سكريات من الشجرة. ركز الباحثون على نوعين رئيسيين من هذه الشراكات. تشكل الفطريات الجذرية الخارجية (ECM) غلافًا حول الجذور وتبعث شبكات كثيفة من الخيوط؛ وهي شائعة في القيقبيات مثل الصنوبر وبعض الأشجار عريضة الأوراق. أما الفطريات الجذرية القنوية (AM)، الأكثر شيوعًا عالميًا، فتدخل داخل خلايا الجذر وتساعد العديد من الأشجار الصلبة والمحاصيل. وبما أن هؤلاء الشركاء الفطريين يستخدمون استراتيجيات مختلفة للحصول على النيتروجين والفوسفور، فقد افترض الفريق أنهم قد يستجيبون بطرق مختلفة للغاية عند دخول الميكروبلاستيك إلى التربة.

تجربة في غابة جبلية مختلطة

في غابة صنوبر كورية ناضجة في جبال تشانجباي في الصين، عرض العلماء أجزاء من أنظمة جذور الأشجار لتربة مخلوطة بحبات بوليسترين دقيقة، بتركيز مشابه لما قيس بالفعل في بعض الترب الملوثة. درسوا أربعة أنواع شجرية، اثنان تهيمن عليهما الفطريات ECM واثنان تهيمن عليهما الفطريات AM. على مدار نحو خمسة أشهر، تتبعوا التغيرات في التربة الملتصقة بالجذور (المنطقة الشعرية) وقيَسوا مجموعة من صفات الجذور: التركيب الكيميائي (الكربون والنيتروجين والفوسفور)، طول الجذور الدقيقة وسمكها، أنماط التشعب، كثافة الأنسجة، والتشريح المجهرِي. كما قدروا كثافة خيوط الفطريات (الهايفا)، ونسبة استيطان الجذور، ونشاط إنزيمات التربة المشاركة في تحلل المادة العضوية.

تغيرات تربة متقابلة لفرقي الفطريات

دفعت إضافة الميكروبلاستيك مناطق الجذور المتعايشة مع ECM وAM في اتجاهين متعاكسين تقريبًا. حول جذور ECM، زاد الميكروبلاستيك من أشكال النيتروجين المتاحة للنباتات وعزز إنزيمًا مرتبطًا بمعالجة النيتروجين، لكنه خفض الفوسفور ونشاط الإنزيمات المرتبطة به. أصبحت التربة أكثر رطوبة وقليلة الحموضة بعض الشيء. أما حول جذور AM، فكان النمط معكوسًا: انخفض النيتروجين المتاح، لا سيما النترات، بينما ارتفع الفوسفور المتاح وإنزيم رئيسي يطلق الفوسفور، ومالت التربة لأن تكون أكثر جفافًا وأقل حموضة. تشير هذه التباينات إلى أن نفس الضغط التلويثي يمكن أن يعيد تشكيل دورة المغذيات بطرق مختلفة جدًا اعتمادًا على نوع الشريك الفطري السائد في بقعة من الغابة.

الجذور تعيد تشكيل نفسها للتكيف

أعادت جذور الأشجار أيضًا تشكيل شكلها وكيميائها استجابةً للميكروبلاستيك، ومرة أخرى بطرق متباينة. في كلا نوعي الشراكة، أصبحت الجذور أغنى بالكربون مقارنةً بالنيتروجين والفوسفور، ما يدل على حالة تغذوية أسوأ رغم بعض المكاسب في التربة المحيطة. أنتجت أشجار ECM أنظمة جذور أقصر وأكثر سُمكًا مع فروع أقل وكثافة نسيجية أدنى، لكنها ظهرت بشبكات فطرية أكثر كثافة ونسبة استيطان أعلى. هذا يشير إلى استراتيجية استثمار الكربون في الفطريات بدلًا من تكوين جذور أدق، مع الاعتماد على استكشاف الفطريات للوصول إلى المغذيات في تربة مضطربة. أما أشجار AM، فأنشأت جذورًا أطول وأنحف مع مزيد من الأطراف وأنسجة خارجية أرق، بينما أظهرت انخفاضًا في استيطان الفطريات. قامت بتثخين الطبقة السطحية للجذر وتكبير الأنسجة الداخلية الناقلة، على الأرجح للدفاع ضد الضرر الميكانيكي من جزيئات البلاستيك ولتحريك الماء والمغذيات بكفاءة أكبر بجذورها الخاصة بدلًا من الاعتماد على الفطريات.

ما يعنيه هذا لغابات المستقبل

عند النظر إلى هذه النتائج مجتمعة، يتضح أن تلوث الميكروبلاستيك لا يظل خاملاً في تربة الغابات: إنه يغير الرطوبة والحموضة وكيفية حركة النيتروجين والفوسفور، ويدفع الأشجار ذات الشركاء الفطريين المختلفين نحو تكتيكات بقاء متميزة. تستجيب الأشجار المرتبطة بـECM بتقوية التحالفات الفطرية، بينما تعتمد أشجار AM أكثر على جذور دقيقة استكشافية للغاية. للقراء غير المتخصصين، الخلاصة أن الشظايا البلاستيكية الصغيرة يمكن أن تغير بهدوء من يزدهر في الغابة، وسرعة دوران المغذيات، وكمية الكربون التي ترسلها الأشجار إلى تحت الأرض. ومع استمرار تزايد ترسبات الميكروبلاستيك، قد تغير هذه التحولات الخفية في عمل الجذور والفطر تدريجيًا تركيبة الغابات وقدرة الغابات على تخزين الكربون ودعم التنوع البيولوجي.

الاستشهاد: Zhou, Y., Brunner, I., Liu, Z. et al. Mycorrhizal-specific responses of rhizosphere soil properties and fine-root traits to polystyrene microplastic addition in a temperate mixed forest. Commun Earth Environ 7, 203 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03237-0

الكلمات المفتاحية: الميكروبلاستيك في الغابات, فطريات جذور الأشجار, مغذيات التربة, الغابات المعتدلة, منطقة الجذر