Гриби виявилися майстрами створення "торговельних мереж": що з'ясували науковці.

Як відомо, близько 70% усіх рослин мають гриб-симбіот, який допомагає витягувати мінерали з ґрунту, отримуючи натомість жири та цукри. Однак більш детальний аналіз показує, що ці гриби також формують дуже складну і надзвичайно ефективну транспортну мережу.

Нове дослідження було опубліковано в журналі Nature 26 лютого. Вчені створили роботизовану систему для детального спостереження за 500 тисячами вузлів грибної мережі і виявили, що вона досить успішно справляється з рядом складних завдань.

Автори роботи з'ясували, що гриби створюють так звані "подорожуючі хвилі", які знаходять ідеальний компроміс між ефективністю транспортування корисних речовин і скороченням витрат на ріст.

Як відомо, гриби є гетеротрофними організмами — тобто, подібно до тварин, отримують живильні речовини ззовні, а не виробляють їх самостійно (як рослини). Однак у них немає спеціалізованих органів для прийому їжі, натомість вони всмоктують поживні речовини через поверхню своїх ниток, які називаються "гіфами". Далі через клітинну рідину (цитоплазму) ці речовини передаються в інші частини гриба.

Оскільки ґрунт у нормальних умовах не підлягає суттєвим переміщенням, то рано чи пізно живильні речовини в одній з ділянок закінчуються, що змушує передові гіфи рухатися далі, завойовуючи нові рубежі.

За принципом цього переміщення і спостерігали вчені. Вони помітили, що передові гіфи розширювалися в пошуках живильних речовин, тоді як нитки позаду з'єднувалися між собою в мережу. Як виявилося, стратегія росту грибів оптимально збалансована — вони не будують щільні мережі, щоб не витрачати зайвий вуглець, і товщають у місцях, через які проходять великі обсяги цитоплазми.

Дослідники виявили, що гіфи мають структуру, що нагадує трубопровід для передачі ресурсів. При цьому цитоплазма по цих "трубопроводах" рухається з різною швидкістю в залежності від важливості ділянки. В деяких місцях живильні речовини можуть рухатися в обидва боки одночасно, щоб підтримувати зростаючі гіфи і транспортувати добуті мінерали до коренів рослин.

До речі, вчені дійшли висновку, що принцип побудови маршрутів у грибів диктується довгостроковою вигодою від "торгівлі" зі своїм рослиною. В іншому випадку вони просто зосередилися б на живильних речовинах у конкретному місці, а потім кочували б в інші місця.

"Люди все більше покладаються на алгоритми ШІ для створення ефективних і стійких ланцюгів постачання. Однак мікоризні гриби вирішують ці проблеми вже більше 450 мільйонів років," — повідомив співавтор роботи Тобі Кірс.

При цьому гриби не лише створювали ефективну мережу, але й постійно її перебудовували, щоб зберігати її ефективність.

"Ми виявили, що ці гриби постійно адаптують свої торгові маршрути, додаючи петлі для скорочення відстані і тим самим ефективно доставляючи живильні речовини до коренів рослин," — додав співавтор дослідження Томас Шимідзу.

Автори роботи вважають, що подальші дослідження можуть допомогти людству в будівництві більш ефективної інфраструктури та транспортних мереж. Крім того, це може підштовхнути до пошуку нових алгоритмів машинного навчання, для створення більш ефективних моделей ШІ.

Як відомо, подібні мережі на нашій планеті формують не лише гриби, але й слизовики. Ці дивовижні створіння вже допомогли інженерам, але тепер їх хочуть використати для моделювання космічної павутини.