【设计师|陆上生命的根源:菌根菌】
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我们目前还不清楚“菌根”关系最初是怎么形成的 。 有些人大胆提出 , 最初的相遇是湿黏而没有条理的-藻类被冲上泥泞的湖岸和河岸 , 而真菌在这些藻类体内寻找食物和庇护 。 有些则主张 , 藻类来到陆地时 , 体内已经带着真菌伙伴了 。 利兹大学(UniversityofLeeds)教授凯蒂.菲尔德(KatieField)解释 , 不论如何 , “它们很快就变得依赖彼此” 。
常出现于儿童绘本的毒蝇伞 , 就是一种能与植物共生的菌根真菌菲尔德是一位杰出的实验者 , 投入多年的时间研究现存最古老的植物支系 。 菲尔德用生长箱模拟远古的气候 , 并用放射性示踪剂 , 测量生长箱里真菌和植物之间的交换作用 。 真菌与植物的共生方式提供了线索 , 让我们了解植物和真菌迁移到陆地的最早阶段是怎么互动的 。 化石也让我们一瞥这些早期的联盟 。 最精细的样本来自大约四亿年前 , 含有明确的菌根菌痕迹──羽状瓣和今日一模一样 。 菲尔德赞叹道:“你可看到真菌居然就长在植物细胞里 。 ”
最早的植物几乎只是一坨绿色组织 , 没有根或其他特化的结构 。 而这些植物逐渐演化出粗糙的肉质器官来容纳真菌同伴 , 真菌则搜寻土壤中的养分和水 。 最初的根演化出来时 , 菌根关系已经存在五千万年了 。 菌根菌是陆地上后续所有生命的根源 。 菌根(mycorrhiza)这个词真是取得好 。 根(rhiza)随着真菌(mykes)存在于世 。
数亿年后的今天 , 植物演化出更细、生长更快、更能见机行事的根 , 这些根表现更像真菌 。 不过即使是这些根 , 探索土壤的表现也无法超越真菌 。 菌根的菌丝比最细的根细了五十倍 , 长度可以超越植物根部达一百倍 , 比植物根部更早出现在植物上 , 延伸到根系之外 。 有些研究者更进一步 。 我的一位大学教授向一班吃惊的学生吐露:“植物其实没有根 , 只有真菌根 , 也就是菌根 。 ”
毒蝇伞在树的细根上形成的外生菌根菌根菌太多产 , 菌丝体占土壤中活生物量的二分之一到三分之一 。 根本是天文数字 。 全球土壤表层十公分之中 , 菌根菌丝的总长度大约是我们银河系宽度的一半(菌丝长4.5×1017公里 , 银河系宽度9.5×1017公里) 。 如果把这些菌丝熨成一片 , 总表面积是地球上干燥土地面积的二点五倍 。 然而 , 真菌不会停滞不动 。 菌根菌丝迅速死去、再度生长(一年十到六十次) , 一百万年后 , 累积的长度会超过已知宇宙的直径(菌丝长4.8×1010光年 , 已知宇宙直径是9.1×109光年) 。 菌根菌已经存在了大约五亿年之久 , 而且不限于土壤表层十公分的地方 , 所以这些数字显然低估了 。
植物和菌根菌在彼此的关系中产生一种极化现象-植物的茎处理光与空气 , 真菌和植物的根则处理周围的土壤 。 植物把光和二氧化碳打包成醣类和脂质 。 菌根菌则把固着在岩石里的养分拆开 , 分解物质 。 这些是真菌在双重栖息位下的情况-真菌一部分的生命发生在植物体内 , 一部分在土壤中 。 菌根菌驻扎在碳进入陆生生命循环的入口 , 牵起大气和土地的关系 。 时至今日 , 菌根菌就像挤进植物叶和茎里的共生真菌 , 会帮助植物应付干旱、炎热和其他许多陆地生命一开始就有的逆境 。 我们称为“植物”的 , 其实是演化成来栽培藻类的真菌 , 以及也演化来栽培真菌的藻类 。
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