Grzybnia może budować własne przewody transportowe z tysięcy złączonych strzępek
Niektóre grzyby tworzą ryzomorfy — zwarte, sznurowate wiązki strzępek, które funkcjonują inaczej niż luźna grzybnia. Ich wnętrze może zawierać wyspecjalizowane strzępki o powiększonym świetle i ograniczonych przegrodach, co ułatwia przepływ wody oraz rozpuszczonych substancji na znaczne odległości. Zewnętrzne warstwy bywają grubsze i pigmentowane, dzięki czemu ograniczają utratę wody. W badaniach różnych grzybów tworzących kordy i ryzomorfy mierzono transport znacznie szybszy niż można by wyjaśnić samą dyfuzją. Powstaje więc funkcjonalny odpowiednik przewodu: nie jest naczyniem roślinnym, lecz wielokomórkową konstrukcją zbudowaną wyłącznie ze strzępek grzyba.
Luźna sieć i kabel to nie to samo
Pojedyncza strzępka ma mikroskopijną średnicę i jest świetna do penetrowania podłoża. Gdy jednak zasób znajduje się daleko od miejsca wzrostu, potrzebny jest transport na większą skalę. Wiele gatunków agreguje wtedy strzępki w kordy lub ryzomorfy. Te struktury mogą łączyć obszary zasobne w wodę i pokarm z aktywnie rosnącymi krańcami kolonii. W efekcie grzybnia przestaje być jedynie jednolitą pajęczyną: część jej elementów pełni przede wszystkim funkcję eksploracyjną, a część transportową.
Ryzomorf ma wewnętrzną architekturę
W strukturach ektomikoryzowych opisano powiększone strzępki przewodzące, w których przegrody są silnie zmodyfikowane lub nieobecne. Ułatwia to przepływ masowy. Na obrzeżu mogą występować ściany pogrubione i pigmentowane, co ogranicza utratę wody do suchej gleby. Taki układ przypomina rozwiązanie inżynieryjne: wnętrze jest zoptymalizowane do przesyłu, a warstwa zewnętrzna do ochrony. Nie oznacza to jednak, że ryzomorf jest odpowiednikiem naczynia krwionośnego — powstał z innych komórek, nie ma pompy sercowej i korzysta z innych źródeł gradientów ciśnienia.
Przepływ może być szybszy, niż sugeruje mikroskopijna skala
W przeglądach fizjologii sieci grzybowych opisano transport w kordach i ryzomorfach sięgający od milimetrów do dziesiątek centymetrów na godzinę, zależnie od gatunku, struktury i warunków. Takie szybkości przekraczają to, czego można oczekiwać po biernej dyfuzji cząsteczek na podobnych dystansach. Jednym z ważnych mechanizmów jest przepływ masowy napędzany różnicami ciśnienia i potencjału wodnego. Dzięki niemu woda niesie ze sobą rozpuszczone związki do miejsc intensywnego wzrostu.
Po co inwestować w tak kosztowną konstrukcję?
Zbudowanie grubego kordu wymaga biomasy, która mogłaby zostać wykorzystana do tworzenia nowych, cienkich strzępek. Opłaca się więc szczególnie wtedy, gdy zasoby są rozmieszczone płatowo: grzyb może znaleźć nowe źródło pokarmu, połączyć je z istniejącą siecią i przez długi czas eksploatować. U pasożytniczych opieniek ryzomorfy pomagają również docierać do kolejnych systemów korzeniowych. Ta sama podstawowa jednostka — strzępka — może więc zostać zorganizowana w strukturę spełniającą zadania transportowe na skalę tysiące razy większą od jej średnicy.
Sieć może zmieniać kierunek transportu zależnie od położenia zasobów
Grzybnia eksploatuje środowisko, w którym źródła węgla, azotu i wody pojawiają się w różnych miejscach i w różnym czasie. Kordy umożliwiają realokację materiału pomiędzy starszymi, zasobnymi fragmentami kolonii a nowymi frontami wzrostu. W eksperymentach z drewnem obserwowano przemieszczanie składników z jednego bloku do drugiego po połączeniu ich siecią grzybową. Transport nie musi więc mieć jednego stałego kierunku jak rzeka. Układ reorganizuje przepływy w zależności od gradientów, aktywności metabolicznej i tego, gdzie aktualnie powstaje nowa biomasa.
Architektura sieci jest kompromisem między kosztem a odpornością
Gruby kord jest droższy niż pojedyncza strzępka, ale może transportować więcej i przetrwać lokalne wysychanie lub przerwanie części połączeń. Zbyt wiele grubych dróg byłoby natomiast kosztowne w budowie. Badania topologii grzybni pokazują, że sieci mogą wzmacniać ważne połączenia i wycofywać biomasę z mniej opłacalnych obszarów. Przypomina to optymalizację infrastruktury, choć powstaje przez lokalny wzrost i obumieranie strzępek, bez centralnego planisty. Właśnie ta dynamiczna przebudowa sprawia, że grzybnia jest czymś więcej niż statyczną plątaniną nici.
Sieć transportowa potrafi się regenerować po uszkodzeniu
Jeżeli część kordu zostanie przerwana przez bezkręgowca, przesuszenie albo fizyczne naruszenie podłoża, grzybnia może zmienić wzrost sąsiednich strzępek i utworzyć połączenia omijające uszkodzenie. Eksperymenty z sieciami saprotroficznymi pokazują, że architektura zmienia się po utracie fragmentu zasobu lub przerwaniu korytarza. Nie jest to naprawa sterowana centralnie, lecz wynik lokalnych reakcji wzrostowych i przepływu składników. Dzięki redundancji rozległa kolonia może pozostać funkcjonalna mimo utraty części infrastruktury.