Mushrooms Photography - WWW, the Wood Wide Web

in #ita2 years ago (edited)

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In 1980 Tim Berners-Lee, a collaborator of CERN, created the first model of World Wide Web, the hypertext based communication system that completely revolutionized the life of the human being. Still today we use it as an integral part of our lives. By his own admission, Tim Berners-Lee used as a basis for his invention some models already adopted by other companies, such as Apple and IBM, but managed to imagine and then to implement the feature that, until then, had prevented the spread on a large scale of these networks: universality. After the first experiments, in fact, the great innovation introduced was the possibility to access the World Wide Web from any computer and in any place.

In spite of what one might think, however, not even Apple or IBM can boast the paternity of the idea that, to all intents and purposes, belongs instead to nature itself, and in particular to plants and fungi.
In the soil that every day we walk on, in fact, there is a complex and highly functional network alternative to the World Wide Web that we all know, that take the name of Wood Wide Web.
This network extends covering virtually the entire green surface of the planet, and connects most of the plant organisms that inhabit it.
The first models of Wood Wide Web predicted the presence of only the roots of the trees (hence the name "wood") that managed to interact with each other through the apical portion; the root terminal, in fact, is known to be very active from a metabolic point of view and to have the ability to secrete a large amount of enzymes and plant hormones. However, this vision appeared from the beginning too simplistic: it is rare, in fact, to observe associations between roots of different plants, and it is difficult to think that these are able to send and receive long distance signals, as most of the secreted hormones are highly degradable in soil.
For several years, then, many researchers have started to consider another element of the network as fundamental, if not predominant: the fungi.

Nel 1980 Tim Berners-Lee, un collaboratore del CERN, creò il primo modello di World Wide Web, il sistema di comunicazione basato su ipertesto che ha completamente rivoluzionato il modo di vivere dell’essere umano e che, oggi, utilizziamo come parte integrante delle nostre vite. Per sua stessa ammissione, Tim Berners-Lee utilizzò come base per la sua invenzione alcuni modelli già adottati da altre aziende, come Apple e IBM, riuscendo però prima ad immaginare e poi ad implementare la caratteristica che, fino ad allora, aveva impedito la diffusione su larga scala di queste reti: l’universalità. Dopo i primi esperimenti, infatti, la grande innovazione introdotta fu la possibilità di accedere al World Wide Web da qualunque macchina e in qualunque posto.

A dispetto di quanto si possa pensare, però, nemmeno Apple o IBM possono vantare la paternità dell’idea che, a tutti gli effetti, appartiene invece alla natura stessa, ed in particolare alle piante e ai funghi.
Nel suolo che ogni giorno calpestiamo, infatti, esiste una rete complessa e altamente funzionale alternativa al World Wide Web che tutti conosciamo, che prendere il nome di Wood Wide Web.
Questa rete si estende coprendo virtualmente l’intera superficie verde del pianeta, e mette in comunicazione tra loro la maggior parte degli organismi vegetali che lo abitano.
I primi modelli di Wood Wide Web prevedevano la presenza delle sole radici degli alberi (da qui il nome “wood”) che riuscivano ad interagire tra loro attraverso la porzione apicale; il terminale della radice, infatti, è noto per essere molto attivo dal punto di vista metabolico e per avere la capacità di secernere una grande quantità di enzimi e ormoni vegetali. Tuttavia, questa visione apparve sin dal principio troppo semplicistica: è raro, infatti, osservare associazioni tra radici di piante diverse, ed è difficile pensare che queste siano capaci di inviare e ricevere segnali a lunga distanza, in quanto la maggior parte degli ormoni secreti sono altamente degradabili nel suolo.
Da alcuni anni, allora, numerosi ricercatori hanno iniziato a considerare come fondamentale, se non addirittura preponderante, un altro elemento della rete: i funghi.


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Although fungi are often considered parasitic and harmful organisms, it must be noted that most plants spend their whole lives in association with these organisms, and they can do this because they receive an advantage. It is almost always a symbiosis of the mutualistic type, that is a kind of relationships from which both the subjects involved have some benefit. In this case, mushrooms are able to dig and move in the soil much better than plants, and can therefore more easily reach water and nutrients; they then give part of what they recover to the plant they have colonized, receiving from it a contribution in organic matter, fundamental for survival.

At this point, we must consider a purely anatomical aspect of mushrooms, but unknown to most: the "largest part" of a mushroom is not what we see emerging from the ground, and that we are used to use in the kitchen. What emerges from the ground is rather the reproductive part of the fungus (a sort of flower, if we want...), while the actual body also develops for several square meters in the subsoil, and consists mainly of filaments called hyphae. As we said, these filaments are able to move easily in the soil in search of the fundamental substances and sometimes they make contacts with the roots of the plants. Here they develop a kind of sleeves that envelop the entire root, forming a surface of exchange between fungus and plant, which takes the name of mycorrhiza. Each mushroom can be associated with a large number of plants at the same time, sometimes establishing different relationships with individuals belonging to different species. Both organisms have developed mechanisms during their evolution that prevent the other from taking over, and usually the relationship remains sufficiently stable. However, there are numerous variations of this strategy, each with its own nuances. A striking case is that of some orchids that can parasitize nearby plants through fungi: the fungus digests part of the wood of a plant, and the orchid manages to subtract the organic substance thus obtained.
However, as mentioned, most relationships between fungus and plant are on a par.

Therefore, considering the anatomy of the fungi and their ability to move in the ground, it begins to take shape how it is possible to build a global underground network able to connect all the plants. The roots, by their nature, extend a lot in the ground, managing to cover a surface ten times the width of the foliage in average. The mushrooms then take contact with the roots of the plants and, from here, they extend intertwining with each other and reaching the roots of even very distant plants, creating in fact the Wood Wide Web.

Nonostante i funghi vengano spesso considerati come organismi parassiti e dannosi, bisogna constatare che la maggior parte delle piante trascorre la propria esistenza in associazione proprio con questi organismi, e lo fa perché ne riceve un vantaggio. Si tratta quasi sempre di simbiosi di tipo mutualistico, ossia relazioni da cui entrambi i soggetti coinvolti traggono un vantaggio. Nel caso specifico, i funghi sono in grado di scavare e muoversi nel terreno molto meglio delle piante, e possono quindi raggiungere più facilmente acqua e sostanze nutritive; essi donano poi parte di quello che recuperano alla pianta che hanno colonizzato, ricevendo da questa un contributo in sostanza organica, fondamentale per la sopravvivenza.

A questo punto, bisogna considerare un aspetto dei funghi puramente anatomico, ma sconosciuto ai più: la “maggior parte” di un fungo non è quella che vediamo spuntare dal terreno, e che utilizziamo in cucina con polenta e risotto. Ciò che fuoriesce dal terreno è piuttosto la parte riproduttiva del fungo (una sorta di fiore, se vogliamo), mentre il corpo vero e proprio si sviluppa anche per svariati metri quadrati nel sottosuolo, ed è costituito prevalentemente da filamenti chiamati ife. Questi filamenti, come detto, sono in grado di muoversi agilmente nel terreno alla ricerca delle sostanze fondamentali e, talvolta, prendono contatto con le radici delle piante. Qui sviluppano dei veri e propri manicotti che avvolgono l’intera radice, formando una superficie di scambio tra fungo e pianta, che prendo il nome di micorriza. Ogni fungo può associarsi a un grande numero di piante contemporaneamente, talvolta istituendo relazioni diverse con individui appartenenti a specie diverse. Entrambi gli organismi hanno sviluppato nel corso dell’evoluzione meccanismi in grado di impedire all’altro di prendere il sopravvento, e solitamente la relazione si mantiene sufficientemente stabile. Esistono però numerose varianti di questa strategia, ciascuno con le proprie sfumature. Un caso eclatante è quello di alcune orchidee che riescono a parassitare piante vicine attraverso i funghi: il fungo digerisce parte del legno di una pianta, e l’orchidea riesce a sottrarre la sostanza organica così ottenuta.
Ad ogni modo, come detto, la maggior parte delle relazioni tra fungo e pianta è invece alla pari.

Considerata quindi l’anatomia dei funghi e la loro abilità nel muoversi nel terreno, inizia a delinearsi come sia possibile la costruzione di una rete sotterranea globale in grado di mettere in comunicazione tutte le piante. Le radici, per loro natura, si estendono molto nel terreno, arrivando mediamente a coprire una superfice larga dieci volte quella della chioma. I funghi prendono poi contatto con i terminali delle radici e, da qui, si estendono intrecciandosi tra loro e raggiungendo le radici di piante anche molto lontane, creando di fatto il Wood Wide Web.


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The function of this network may not be obvious and even today, most likely, we do not know all of them; we can however say, with a good approximation, that it represents in a certain way the intelligence of the plants.
What this network is able to do, in fact, goes far beyond what could be imagined, and extends enormously the concept of plant that is normally taught at school.

One of the most important functions performed by the Wood Wide Web is that of communication: plants respond to numerous environmental stimuli by secreting hormones that are then poured into the soil. These hormones, if released between the soil particles are easily degraded, while they are able to stay much longer if they interact with the fungal network, which, in some cases, is also able to transport them. This medium (long) distance transport can result in an important message for plants close to the one that has released the hormone, signaling stressful situations and stimulating the preparation of an early reaction.

Equally important is the defense function: the mushrooms are able to significantly increase the duration of the substances secreted by the plant as a defense against possible pathogens; they are also able to secrete antibacterial substances. Finally, their presence acts as a deterrent for the colonization of other weeds.

There is also a trophic function, as the mushroom network is able to access sources of food that are too distant or difficult to reach for the plant, bringing them to it.

If these functions can appear in a certain sense "obvious", however, there are two decidedly more surprising. The Wood Wide Web, in fact, represents a sort of memory of plants: as mentioned, it is able to lengthen the half-life of hormones and of substances produced by plants; hypothesizing the presence of a pathogenic bacterium, the Wood Wide Web "preserves" part of the substances produced as a response from the plant, making a second response faster. In the same way, its plasticity represents for the plant associated with it a signal able to generate a sort of "memory of past events": if the root came into contact with a zone of polluted soil, for example, the death of the mushroom and the consequent release of specific signals will indicate to the plant that it is better to avoid that area, event in the next times.

A last surprising function is that of breeding the offspring: it has been shown that the plants are able to pass nutrients to their offspring through the network of fungi; many essential elements, in fact, are able to slide by polarity along the chitin membrane of the fungus, instead of dispersing in the ground, reaching the daughter plants. This incredible ability has been demonstrated experimentally, observing that where the mushrooms were removed the new plants were more struggling to grow. This should not surprise in a forest setting, where the mother plant, shading the daughters, would prevent them from growing efficiently.
Analyzing the question from an evolutionary point of view, obviously, we can not speak about the will of the mother plant to feed the daughter plants; however, it is equally clear that the first plants that succeeded, following random events, to exploit the network of mushrooms to transfer nutrients to the offspring have greatly benefited the latter, allowing it to prosper better than its rivals. This has favored the positive selection of the character.

Beyond the scientific aspect of the matter, more and more often it happens that "improvised gardeners" are used to remove presumed weeds from their gardens; it would be good, before carrying out any operation, to make sure that what is being eliminated is not, in fact, something extremely important for our plants.

La funzione di questa rete può non essere scontata e ancora oggi, molto probabilmente, non ne conosciamo tutte le funzioni; possiamo però dire, con buona approssimazione, che rappresenta in un certo qual modo l’intelligenza delle piante.
Ciò che questa rete è in grado di fare, infatti, va ben oltre quello che si potrebbe immaginare, ed estende enormemente il concetto di pianta che normalmente viene insegnato a scuola.

Una delle più importanti funzioni svolte dal Wood Wide Web è quella di comunicazione: le piante rispondono a numerosi stimoli ambientali secernendo degli ormoni che vengono poi riversati nel suolo. Questi ormoni, se liberati tra le particelle di terreno vengono facilmente degradati, mentre sono in grado di permanere molto più a lungo se interagiscono con la rete fungina, la quale, in alcuni casi, è anche in grado di trasportarli. Questo trasporto a media (lunga) distanza può risultare in un messaggio importante per le piante vicine a quella che ha emesso l’ormone, segnalando situazioni di stress e stimolando la preparazione di una reazione precoce.

Altrettanto importante è la funzione di difesa: i funghi sono in grado aumentare sensibilmente la durata delle sostanze secrete dalla pianta come difesa da eventuali patogeni; essi sono inoltre in grado di secernere a loro volta sostanza antibatteriche. La loro presenza, infine, funge da deterrente per la colonizzazione di altre specie infestanti.

Esiste poi una funziona trofica, in quanto la rete di funghi è in grado di accedere a fonti di nutrimento troppo distanti o difficilmente raggiungibili per la pianta, portandole fino ad essa.

Se queste funzioni possono apparire in un certo senso “scontate”, però, ne esistono due decisamente più sorprendenti. Il Wood Wide Web, infatti, rappresenta una specie di memoria delle piante: esso, come detto, è in grado di allungare l’emivita degli ormoni e della sostanza prodotte dalle piante; ipotizzando la presenza di un batterio patogeno, il Wood Wide Web “conserva” parte delle sostanze prodotte come risposta dalla pianta, rendendo più veloce una seconda risposta. Allo stesso modo, la sua plasticità rappresenta per la pianta ad esso associata un segnale in grado di generare una sorta di “memoria degli eventi passati”: se la radice è venuta in contatto con una zona di terreno inquinato, per esempio, la morta del fungo e il conseguente rilascio di specifici segnali indicherà nel tempo alla pianta che è meglio evitare quella zona.

Un’ultima sorprendente funzione è quella di allevamento della prole: è stato dimostrato che le piante sono in grado di passare nutrienti alla propria prole attraverso la rete di funghi; molti elementi essenziali, infatti, sono in grado di scorrere per polarità lungo la membrana di chitina del fungo, invece che disperdersi nel terreno, raggiungendo le piante figlie. Questa incredibile capacità è stata dimostrata sperimentalmente, osservando che dove venivano rimossi i funghi le nuove piante faticavano maggiormente a crescere. Questo non dovrebbero sorprendere in un contesto di bosco, in cui la pianta madre, ombreggiando le figlie, impedirebbe loro una crescita efficiente.
Analizzando la questione da un punto di vista evolutivo, ovviamente, non si può parlare di volontà della pianta madre di nutrire le piante figlie; tuttavia, è altrettanto chiaro che le prime piante che sono riuscite, in seguito ad eventi casuali, a sfruttare la rete di funghi per trasferire nutrienti alla prole hanno notevolmente avvantaggiato quest’ultima, permettendole di prosperare meglio delle rivali. Questo ha favorito la selezione positiva del carattere.

Al di là dell’aspetto scientifico della questione, capita sempre più spesso che “giardinieri improvvisati” si adoperino per rimuovere presunti funghi infestanti dai propri giardini; sarebbe bene, prima di compiere qualsiasi operazione, assicurarsi che ciò che si sta eliminando non sia, in realtà, qualche cosa di estremamente importante per le nostre piante.



Camera
Nikon D3400
Lens
18-55 mm
Data
16.08.2018
Time
07.00 PM
GPS
63°58'58.7"N, 19°03'59.7"W



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Immagine CC0 Creative Commons, si ringrazia @mrazura per il logo ITASTEM.
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Sources


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Questa cosa del wood‐wide web mi piace tantissimo. Studiacchio i funghi e so che è praticamente l'essere vivente più grande del mondo proprio per via del suo micelio che può arrivare ad avere dimensioni pari alla superficie di svariati campi di calcio. Eppoi sono il mio soggetto fotografico preferito. Ho letto il tuo post con molto piacere...

Grazie @sardrt, felice che ti sia piaciuto... Ci sono tantissime cose interessanti da dire sui funghi, magari prossimamente provo ad aggiungere qualcosa...

Fungus is such an interesting kind of living organism. There are so many different forms, with many of which being highly toxic.

Really cool photos! How did you make those?

I wanted to use a macro lens, but I saw these mushrooms by chance along a trek in Iceland, and I had with me only the standard lens... The 18-55 mm. ISO at 100, very short shutter speed and a little help from flash ;)

Great post! I like this style of storytelling.

I'll flag you for using Nikon and not Canon :D
(*joke)

Ahah, some of my photos are taken with a Canon, you can remove the flag :D





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