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。菌丝非常细,具体来说,人的头发的粗细大约为50微米,而真菌菌丝的粗细通常只有2~3微米。
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。在实验中,他们观察了7种不同的真菌菌丝进行了研究,观察到了它们是如何在空间中生长的。
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”。
研究人员对那些阻碍了真菌生长的障碍特别感兴趣。这是因为土壤是地球上最大的陆地碳库,土壤中的碳循环发生微小变化,都可能会导致大气中的CO₂水平出现巨大差异。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。