真菌王国里的蛇、僵尸和马拉松运动员

作者: 糖兽

来源: https://theconversation.com/the-secret-life-of-fungi-how-they-use-ingenious-strategies-to-forage-underground-156610

发布日期: 2021-03-11

一项新研究通过制造微型“土壤芯片”,调查了真菌菌丝的生长和觅食行为,揭示了真菌在自然环境中的复杂策略,如“马拉松运动员”、“蛇”和“僵尸”等,这些策略可能有助于优化土壤固碳,从而应对气候变化。

当说起真菌时,你会想到什么?是一堆胖乎乎的棕色蘑菇,还是一些个头大大的、戴着红色帽子的蘑菇……当脑海中出现这样的画面时,你想到的其实是真菌的生殖器——通常美味、外形独特的部分。真菌是一种迷人的生物,它们既不是植物也不是动物,拥有自己独特的生物王国。据估计,这个王国大约由200万到600万种物种组成。

尽管看起来它们与我们很不一样,但有一点是一样的,那就是真菌也需要在它们生活的环境中寻找食物和解决问题。真菌的主体实际上是菌丝体,它是巨大的相互交织的网络,由非常细的菌丝组成。菌丝有点像植物的根,它们随着真菌的生长移动,并为了寻找营养物质,积极地探索周围的环境。

真菌对自然界中的营养循环来说是至关重要的,它们会分解和回收利用环境中的那些已经死的生物量,为约90%的陆地植物的根提供了水分和营养;它们同时也可能带来烦恼,比如在人类、动物和植物中引发疾病,对大量的农业产品造成破坏。最近,在一项新研究中,生物学家通过制造和设计出一些微型的“土壤芯片”,对菌丝的生长、觅食行为以及菌丝探索空间的方式进行了调查。

研究人员在芯片中设计了这样几种障碍,一些宽度介于4~20微米宽的通道对应于真菌菌丝在土壤中通过的狭窄通道;一些突然的开口设计是在模拟土壤中存在的一些较大的孔隙;一些拐角设计是为了检查菌丝“掉转头”向自身生长的“意愿”。

研究人员根据真菌的不同的生长策略,给这些真菌根取了不同的昵称,比如“马拉松运动员”形容的是那些有着密集生长,但却很长很直,不需要对周围环境进行探索的菌丝的物种;“蛇”是那些生长缓慢,但能持续数月地蜿蜒绕过复杂的弯道拐角的物种;还有那些会大量产生分支,占据着几乎所有的自由空间,能以不可思议的力量突破了芯片的坚固部分的“僵尸”。研究人员认为,这些不同的策略可能是进化导致的结果。

了解土壤结构如何影响真菌生长,可能会让我们了解如何优化土壤以固碳——帮助我们在地下储存更多CO₂。研究人员希望这种土壤芯片可以继续被用来监视真菌的秘密生活。他们的研究只观察了七种不同的能分解垃圾的真菌,所以还有足够的空间来作出新的发现。他们希望通过揭示地下真菌在觅食和生长时的行为,了解它们对地面的生态系统会造成什么影响,从而有可能从中获取能帮助我们应对气候变化的信息。

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