وقتی پسر کلاس هشتم جاستین کارست، قارچ‌شناس دانشگاه آلبرتا، از مدرسه به خانه برگشت و گفت که یاد گرفته است که درختان ازطریق شبکه‌های زیرزمینی می‌توانند با هم صحبت کنند، نگران شد که درباره این موضوع اغراق شده باشد. همکار او، جیسون هوکسما از دانشگاه می‌سی‌سی‌پی نیز هنگام تماشای یکی از قسمت‌های مجموعه تد لاسو که در آن مربی فوتبال به دیگری می‌گفت که درختان در جنگل‌ها به‌جای رقابت برای منابع، با همدیگر همکاری می‌کنند، به احساس مشابهی دست پیدا کرد.

تعداد کمی از اکتشافات علمی اخیر مانند تئوری شبکه گسترده در سطح جنگل یا شبکه جنگل‌گستر (Wood wide web) تخیل مردم را به خود مشغول کرده‌اند: شبکه نازکی از رشته‌های قارچی که فرض می‌شود مواد مغذی و اطلاعات را در خاک منتقل می‌کند و به شکوفایی جنگل‌ها کمک می‌کند.این ایده در اواخر دهه ۱۹۹۰ از مطالعاتی جوانه زد که نشان می‌دادند قندها و مواد مغذی می‌توانند زیر زمین بین درختان جریان پیدا کنند.

ملانی جونز، زیست‌شناس دانشگاه بریتیش کلمبیا در اوکناگن، منطقه جنگلی نزدیک دانشگاه را بررسی می‌کند. دکتر جونز و همکارانش از دانشمندانی هستند که درمورد تئوری شبکه گسترده در سطح جنگل تردید دارند.

پژوهشگران در چندین جنگل قارچ‌ها را از ریشه‌های یک درخت تا ریشه‌های درختان دیگر ردیابی کرده بودند و نتیجه‌گیری کردند که رشته‌های میسیلیوم می‌توانند مجراهایی را بین درختان ایجاد کنند. (میسیلیوم ساختارهای ریشه‌مانندی است که پیکر اصلی اغلب قارچ‌ها را تشکیل می‌دهد).

این یافته‌ها دیدگاه مرسوم را به چالش کشیده است که جنگل‌ها صرفاً جمعیتی از درختان هستند: دانشمندان می‌گویند درختان و قارچ‌ها درواقع بازیگرانی هم‌پایه روی صحنه اکولوژیکی هستند. بدون آن‌ها، جنگل‌ها به شکلی که ما می‌شناسیم، وجود نخواهند داشت.

هم دانشمندان و غیردانشمندان نتیجه‌گیری‌های بزرگ و عجولانه‌ای از این پژوهش کرده‌اند. آن‌ها فرض کرده‌اند که شبکه‌های قارچی مشترک در جنگل‌های سراسر جهان وجود دارد و این شبکه‌ها به درختان کمک می‌کنند تا با هم صحبت کنند. مربی در مجموعه تد لاسو می‌گوید قارچ‌ها با درختان برای هدف مشترکی متحد شده‌اند و جنگل اساسا جایی است که در آن همکاری وجود دارد. این ایده انحراف قابل‌توجهی از تصویر معمول داروینی از رقابت بین گونه‌ها دارد.

مفهوم شبکه‌های قارچی مشترک در گزارش‌های رسانه‌ای متعدد، برنامه‌های تلویزیونی و کتاب‌های پرفروش به نمایش درآمده است و حتی در آواتار که پرفروش‌ترین فیلم تاریخ است، نیز ظاهر می‌شود. تئوری یادشده حتی می‌تواند بر آنچه در جنگل‌های واقعی اتفاق می‌افتد، نیز تأثیر داشته باشد. برای مثال، برخی از دانشمندان صراحتا پیشنهاد کرده‌اند که برای مدیریت جنگل باید از شبکه‌های قارچی محافظت کرد.

جاستین کارست، قارچ‌شناسی در دانشگاه آلبرتا در جریان بازدیدی از باچ بری میدوز در نزدیکی ادمونتون. وقتی پسر کلاس هشتمش به خانه آمد و گفت که درختان زیرزمین با هم صحبت می‌کنند، او نگران شد.

محبوبیت تئوری شبکه گسترده در سطح جنگل موجب واکنش شدید برخی دانشمندان شده است. در مطالعه مروری که اخیراً منتشر شد، دکتر کارست، دکتر هوکسما و ملانی جونز زیست‌شناسی از دانشگاه بریتیش کلمبیا شواهد ناچیزی را پیدا کردند که نشان می‌داد شبکه‌های قارچی به برقراری ارتباط، تبادل منابع یا رشد درختان کمک می‌کنند. درواقع، به‌گفته آن‌ها، دانشمندان هنوز نشان نداده‌اند که شبکه‌های مذکور در تمامی جنگل‌ها گسترده‌اند یا ازنظر اکولوژیکی اهمیت دارند.

به نظر برخی از دانشمندان، مدت‌ها است لازم است درباره این تئوری بررسی‌های واقع‌بینانه‌ای انجام شود. کبیر پی، قارچ‌شناسی از دانشگاه استنفورد، درباره سخنرانی اخیر دکتر کارست گفت: «این سخنرانی بسیار به‌موقع است.» او امیدوار است این گفتگوها سرانجام واقعیت را آشکار کند.

اگرچه برخی دیگر معتقدند که شبکه گسترده در سطح جنگل تئوری محکمی است و اطمینان دارند که پژوهش‌های آینده بسیاری از فرضیه‌های ارائه‌شده درمورد قارچ‌ها در جنگل‌ها را تأیید خواهد کرد. کالین آوریل، قارچ‌شناسی از مؤسسه فناوری فدرال زوریخ، گفت شواهدی که دکتر کارست به آن‌ها اشاره کرده است، اهمیت دارد. بااین‌حال، افزود: «تفسیری که من از مجموعه شواهد دارم، کاملاً متفاوت است.»

بیشتر ریشه‌های گیاهان را قارچ‌های مایکوریزایی فرا می‌گیرند و یکی از گسترده‌ترین جوامع همزیست روی زمین را تشکیل می‌دهند. قارچ‌ها آب و مواد مغذی را از خاک جمع‌آوری می‌کنند و مقداری از این منابع را دراختیار گیاهان قرار می‌دهند تا به‌جای آن قندها و مولکول‌های کربن‌دار دیگر را دریافت کنند (همزیستی قارچ‌ریشه یا مایکوریزا به‌معنای هم‌زیستی سازنده بین قارچ و ریشه‌های یک گیاه است).

دیوید رید، گیاه‌شناسی که در آن زمان در دانشگاه شفیلد بود، در مقاله‌ای در سال ۱۹۸۴ نشان داد که ترکیبات نشانه‌گذاری‌شده با کربن رادیواکتیو می‌توانند ازطریق قارچ‌ها بین گیاهان رشدیافته در آزمایشگاه جریان پیدا کنند. سال‌ها بعد، سوزان سیمارد که در آن زمان بوم‌شناسی در سازمان جنگلداری بریتیش کلمبیا بود، انتقال دوطرفه کربن را در جنگلی بین درختان جوان صنوبر داگلاس و توس کاغذی نشان داد.

وقتی دکتر سیمارد و همکارانش بر صنوبرهای داگلاس سایه انداختند تا میزان فتوسنتز آن‌ها کاهش پیدا کند، جذب کربن رادیواکتیو توسط این درختان افزایش پیدا کرد که نشان می‌داد جریان کربن زیرزمینی می‌تواند به رشد درختان جوانی که در سایه قرار دارند، کمک کند. دکتر سیمارد و همکارانش نتایج خود را در سال ۱۹۹۷ در مجله Nature منتشر کردند و نام کشف خود را «شبکه گسترده در سطح جنگل» نامیدند.

بلافاصله پس از آن، گروهی از پژوهشگران مطالعه دکتر سیمارد را مورد انتقاد قرار دادند و گفتند دارای نقایص روش‌شناختی است که نتایج را تحریف می‌کند. دکتر سیمارد به انتقادات پاسخ داد و او و همکارانش مطالعات بیشتری برای بررسی این مسئله طراحی کردند.

با گذشت زمان، انتقادات کم‌کم ناپدید شد و شبکه گسترده در سطح جنگل طرفدارانی پیدا کرد. مقاله سال ۱۹۹۷ دکتر سیمارد که حدود ۱۰۰۰ بار مورد استناد قرار گرفت و سخنرانی سال ۲۰۱۶ او در برنامه سخنرانی‌های تد باعنوان «درختان چگونه با هم صحبت می‌کنند»، بیش از ۵ میلیون بار مشاهده شده است.

پیتر وولبن، جنگل‌بان آلمانی در کتابی با عنوان «زندگی پنهان درختان» که بیش از ۲ میلیون نسخه از آن به فروش رفته است، هنگام توصیف جنگل‌ها به‌عنوان شبکه‌های اجتماعی و قارچ‌های میکوریزایی به‌عنوان کابل‌های فیبر نوری اینترنت که به درختان کمک می‌کنند به یکدیگر درمورد خطراتی مانند حشرات و خشکسالی خبر دهند، به دکتر سیمارد استناد می‌کند.

مناظری از روان اوک در آکسفورد در می‌سی‌سی‌پی. طرفداران تئوری شبکه گسترده در سطح جنگل بر این باورند که شواهد حمایت‌کننده از این تئوری افزایش پیدا خواهد کرد.

پژوهش‌های جنگلی زیرزمینی نیز به رشد خود ادامه داده است. در سال ۲۰۱۶، تامیر کلاین، متخصص اکوفیزیولوژی گیاهان که در آن زمان در دانشگاه بازل بود و اکنون در مؤسسه علوم وایزمن مشغول به کار است، پژوهش دکتر سیمارد را به جنگل بالغ سوئیسی از درختان کاج نوئل، کاج، سیاه‌کاج‌ و راش گسترش داد.

تیم کلاین ایزوتوپ‌های کربن را از یک درخت تا ریشه‌های درختان نزدیک دیگر شامل گونه‌های مختلف در یک قطعه جنگلی آزمایشی دنبال کرد. پژوهشگران بیشتر حرکت کربن را به قارچ‌های مایکوریزایی نسبت دادند؛ اما اذغان کردند که این موضوع را ثابت نکرده‌اند.

دکتر سیمارد که از سال ۲۰۰۲ در دانشگاه بریتیش کلمبیا بوده است، مطالعات بیشتری را هدایت کرده است که نشان می‌دهند درختان کهنسال بزرگ مرکز شبکه‌های جنگلی هستند و می‌توانند کربن را از زیرزمین به نهال‌های جوان‌تر بفرستند. او از این دیدگاه حمایت می‌کند که درختان ازطریق شبکه‌های مایکوریزایی ارتباط برقرار می‌کنند و مخالف این ایده قدیمی است که رقابت بین درختان نیروی اصلی شکل‌دهنده جنگل‌ها است.

همان‌طورکه محبوبیت تئوری شبکه گسترده در سطح جنگل هم داخل و هم خارج از محافل علمی افزایش پیدا کرده است، واکنش شکاکانه‌ای نیز شکل گرفته است. سال گذشته، کاترین فلین، بوم‌شناس دانشگاه بالدوین والاس در اوهایو در مجله Scientific American استدلال کرد که دکتر سیمارد و دیگران در میزان همکاری بین درختان در جنگل‌ها اغراق کرده‌اند.

دکتر فلین نوشت، بیشتر کارشناسان براین باورند که گروه‌هایی از ارگانیسم‌ها که اعضای آن‌ها منافع خود را قربانی جامعه دیگری می‌کنند، به‌ندرت تکامل پیدا می‌کنند و این امر نتیجه نیروی قدرتمند انتخاب طبیعی در میان افراد رقابت‌کننده است. درعوض، او حدس می‌زند که قارچ‌ها به احتمال زیاد کربن را به خاطر منافع خود توزیع می‌کنند و نه به خاطر منافع درختان.

دکتر جونز یکی از نویسندگان مقاله سال ۱۹۹۷ سوزان سیمارد بود که ایده شبکه گسترده در سطح جنگل را مطرح کرد.

حتی برخی از دانشمندان که زمانی شبکه‌های قارچی مشترک را ترویج می‌کردند، در حال بازاندیشی درمورد این فرضیه هستند. دکتر جونز، یکی از نویسندگان مقاله سال ۱۹۹۷ دکتر سیمارد می‌گوید که متاسف است که او و همکارانش در آن مقاله نوشتند که شواهدی در حمایت از ارتباطات قارچی بین درختان دارند. دکتر جونز می‌گوید آن‌ها بررسی نکرده بودند که آیا قارچ‌ها واسطه جریان کربن هستند.

دکتر کارست، دکتر هوکسما و دکتر جونز برای مطالعه مروری اخیر خود تمام مطالعاتی را جمع‌آوری کردند که درمورد ساختار یا عملکرد این شبکه‌های قارچی زیرزمینی ادعاهایی کرده بودند. پژوهشگران روی مطالعات میدانی در جنگل تمرکز کردند و آزمایش‌های گلخانه‌ای یا آزمایشگاهی را در نظر نگرفتند.

دکتر کارست در ارائه ماه اوت خود براساس این مطالعه مروری در کنفرانس بین‌المللی انجمن مایکوریزا در پکن استدلال کرد که بسیاری از شواهد مورد استفاده برای حمایت از فرضیه شبکه گسترده در سطح جنگل می‌تواند توضیحات دیگری داشته باشد.

برای مثال، در بسیاری از مقاله‌ها دانشمندان فرض کرده بودند که اگر قارچ خاصی را روی چند ریشه درخت پیدا کنند یا منابع بین درختان جابه‌جا شده باشد، درختان باید مستقیماً با هم ارتباط داشته باشند؛ اما مطالعات اندکی احتمالات دیگر را رد کرده‌اند؛ برای مثال اینکه منابع می‌توانند تاحدودی توسط خاک جابه‌جا شوند.

برخی از آزمایشگران ازجمله دکتر کارست و همکارانش تورهای نازکی را نصب کردند و گاهی اوقات گودال‌ها یا شکاف‌های را بین نهال‌ها ایجاد کردند تا شبکه‌های قارچی فرضی را مختل کنند و سپس آزمایش کردند که آیا این تغییرات رشد گیاه را تغییر می‌دهد. باوجوداین به‌گفته دکتر کارست، این تاکتیک‌ها همچنین مقدار خاکی را که یک نهال می‌تواند مستقیماً مواد غذایی یا آب را از آن جمع‌آوری کند، کاهش می‌دهد یا می‌تواند ترکیب قارچی را که درون تورها رشد می‌کند، تغییر دهد. در این شرایط، جدا‌کردن این اثرات از تأثیر ناشی از شبکه قارچی دشوار می‌شود.

پژوهشگران همچنین اظهارات تاییدنشده فراوانی را در آثار علمی در مورد شبکه‌های قارچی که درختان را به هم متصل می‌کنند و به آن‌ها کمک می‌کنند، پیدا کردند. دکتر کارست و همکارانش دریافتند که اغلب مقاله‌هایی مانند مقاله دکتر کلاین را دیگران به‌عنوان اثبات وجود شبکه‌های قارچی در جنگل‌ها استناد کرده‌اند و محدودیت‌هایی که در کار اولیه به آن‌ها اشاره شده است، از مطالعات جدیدتر حذف شده است.

دکتر کارست در سخنرانی خود به این نتیجه رسید: «دانشمندان به ناقل‌هایی برای ادعاهای بی‌اساس تبدیل شده‌اند.» او خاطرنشان می‌کند که چندین مقاله اخیر براساس ایده شبکه گسترده در سطح جنگل خواستار تغییر در نحوه مدیریت جنگل‌ها شده‌اند.

جیسون هوکسما از دانشگاه می‌سی‌سی‌پی گفت ارجاع به شبکه گسترده در سطح جنگل براساس مجموعه تد لاسو موجب شد او به چالشی درباره این ایده بپیوندد. او می‌گوید مطالعات نشان نمی‌دهند که درختان از شبکه‌های قارچی سود می‌برند.

دکتر کارست گفت: «این احتمال بالا است که شبکه‌های قارچی مشترک در جنگل‌ها وجود داشته باشد.» در مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۲، تیم دکتر سیمارد DNA قارچی یکسانی را روی ریشه‌های صنوبر داگلاس مجاور پیدا کرد.

پژوهشگران سپس از خاک بین درختان در برش‌های نازکی نمونه‌برداری کردند و در هر برش قطعات DNA تکرارشونده موسوم به میکروستلایت‌های (ریزماهواره‌ها) یکسانی را پیدا کردند که تأیید می‌کرد قارچ‌ها در شکاف بین ریشه‌ها پل زده‌اند؛ اما این مطالعه بررسی نکرد که چه منابعی (درصورت وجود) ازطریق شبکه قارچی جریان پیدا می‌کنند و تعداد اندکی از دانشمندان دیگر شبکه‌های قارچی را با این دقت مکان‌یابی کرده‌اند.

با‌این‌حال، حتی اگر شبکه‌های قارچی بین درختی وجود داشته باشد، دکتر کارست و همکارانش می‌گویند ادعاهای متداول درمورد این شبکه‌ها درست نیستند. برای مثال، در بسیاری از مطالعات، شبکه‌های فرضی به‌نظر می‌رسید که یا مانع رشد درخت می‌شوند یا اثری ندارند.

دکتر هوکسما گفت کسی نشان نداده است که قارچ‌ها مقادیر قابل‌توجهی از منابع را بین درختان توزیع کنند، به‌طوری‌که توانایی زیستی درختان دریافت‌کننده را افزایش دهد. با‌این‌حال، تقریباً تمام بحث‌های علمی با مردمی مربوط به شبکه گسترده در سطح جنگل ادعا کرده‌اند که آن‌ها برای درختان مفید هستند. برخی دیگر همچنان متقاعد شده‌اند که زمان تئوری شبکه گسترده در سطح جنگل را تأیید خواهد کرد.

درحالی‌که میزان فراگیر بودن شبکه‌های قارچی مشترک و میزان اهمیت آن‌ها برای رشد درختان سوالات بی‌پاسخی است، دکتر آوریل از مؤسسه فناوری فدرال زوریخ گفت که عنوان ارائه دکتر کارست یعنی «تباهی فرضیه شبکه گسترده در سطح جنگل» به اشتباه حاکی از آن است که خود مفهوم اشتباه است. او امیدوار است که دانشمندان با استفاده از شواهد موجود و جستجو به‌دنبال شبکه‌های مذکور در جنگل‌های بیشتر بتوانند حقیقت مسئله را آشکار کنند.

اعضای تیم دکتر کارست آن‌چه را که دکتر آوریل از قانع‌کننده‌ترین شواهد در حمایت از این تئوری درنظر می‌گیرد، به دست آورده‌اند. او گفت: «بسیار واضح است که در برخی از جنگل‌ها درختان متفاوت به‌طور کامل توسط قارچ‌ها به هم متصل شده‌اند.»

دکتر کلاین از مؤسسه وایزمن گفت تیم او با استفاده از توالی‌های DNA برای نقشه‌برداری از قارچ‌ها در مطالعه پیگیری سال ۲۰۲۰ از همان جنگل سوئیسی و یک مطالعه آزمایشگاهی سال ۲۰۲۲ با استفاده از خاک جنگل شواهد محکمی‌تری درمورد وجود شبکه پیدا کرده‌اند (اما دکتر کارست و همکارانش گفتند که به‌نظر آن‌ها حتی این مطالعات هم به‌درستی شبکه‌های قارچی در جنگل را مکان‌یابی نکرده‌اند).

درحالی‌که دکتر کلاین قبول دارد که دانشمندان هنوز باید درک خود را این مسئله بهبود دهند که چرا درختان و قارچ‌ها کربن را در اطراف منتقل می‌کنند، او نسبت‌به تیم کارست در‌این‌باره خوش‌بین‌تر است که برخی از ادعای جسورانه اثبات خواهد شد. او گفت: «اگر از من بپرسید که آیا در آینده نشان خواهیم داد که درختان واقعاً می‌توانند ارتباط برقرار کنند، تعجب نمی‌کنم.»

دکتر سیمارد، دانشمند دانشگاه بریتیش کلمبیا که شبکه گسترده در سطح جنگل را مطالعه کرده است، می‌گوید نقشه‌برداری شبکه قارچی در جنگل چالش‌برانگیز است؛ اما روش‌های دیگر او را متقاعد کرده‌اند که آن‌ها رواج دارند.

دکتر سیمارد موافق است که به دلیل دشواری انجام چنین مطالعاتی، تعداد اندکی از شبکه‌های قارچی دنیای واقعی با استفاده از ریزماهواره‌های DNA نقشه‌برداری شده‌اند. دکتر سیمارد گفت، کوین بیلر، دانشجویی که همراه دکتر سیمارد کار میدانی مطالعه سال ۲۰۱۲ را رهبری کرد، پنج سال عمر خود را صرف نقشه‌برداری از این شبکه‌ها کرد. این کار بسیار وقت‌گیر است. با وجود این چالش‌ها مطالعات منتشرشده که روی جنگل‌های دیگر با استفاده از روش‌های دیگر انجام شده است، دکتر سیمارد را متقاعد کرده است که شبکه‌های قارچی فراگیر هستند.

دکتر سیمارد گفت مطالعه شبکه‌های مایکوریزایی در جنگل به دلیل نیاز به بازگشت مداوم و انجام مجدد آزمایش‌ها بسیار دشوار است. مطالعات میدانی جامع از نوعی که دکتر هوکسما به‌دنبال آن است، برای اکثر دانشمندان دانشگاهی که روی جدول زمانی معمول بودجه پژوهشی کار می‌کنند، کار سختی است. هیچ‌یک از این مطالعات دانشگاهی نمی‌تواند همه کارها را به یک‌باره انجام دهد و لازم است که آزمایش‌های مختلف انجام شود و یافته‌های آن‌ها با هم ترکیب شود.

درحالی‌که دکتر سیمارد سال‌ها است از مدیران جنگل خواسته است تا یافته‌های او را مدنظر قرار دهند، کسی به آن توجهی نکرده است. مرلین شلدریک، قارچ‌شناس مستقلی که کتاب او باعنوان «زندگی در هم تنیده» در اپیزودی از مجموعه تد لاسو که به دکتر هوکسما هشدار داد، مورد استناد قرار گرفت، گفت چند دهه است که درمورد نقش قارچ‌ها در اکوسیستم‌های جنگلی بحث وجود دارد و مورد اخیر تازه‌ترین آن‌ها است.

دانشمندان مدت‌ها است تلاش می‌کنند تا تکه‌های شواهد از قلمرو نامرئی زیر زمین را تفسیر کنند؛ اما حتی اگر مشخص شود درختان ازطریق کانال‌های قارچی زیرزمینی با هم ارتباط برقرار نمی‌کنند و حتی بدون این داستان، بازهم جنگل ناشناخته‌های زیادی دارد و مکانی شگفت‌انگیز و اسرارآمیز است.