万物共生,互为因果。我们来聊聊真菌世界中温和的共生现象。
真菌全员有寄生属性,若榨干宿主是寄生,让宿主既不获利也不受害是偏利共生,能让宿主获益则是互利共生。
真菌堪称地球上最早发起不同物种间合作的生物之一,对地球的影响巨大,可说是地球的 “股东”。它们参与并影响土壤质量和其他动植物生长,塑造了如今的地球面貌。
作为分解者,真菌有两个植物非常需要的特性:一是找资源的能力,菌丝擅长寻找水和营养物质;二是消化分解转换能力,在恶劣环境中作用显著。
地衣:真菌与藻类或蓝细菌的共生奇迹地衣是非常有意思的共生体,它看起来像有肉感的废叶子,既不像苔藓也不像木耳。
地球面积的 6% 都有地衣覆盖,尤其在冻原、南极大陆沿海沙漠等极端环境。地衣是真菌与藻类或蓝细菌,或两者皆有的复合体。
地衣
负责光合作用的藻类或蓝藻为真菌提供糖,蓝细菌能固定大气中的氮用于蛋白质合成,而真菌吸收糖后为共生体提供水、无机盐和维生素,还能保护地衣免受光辐射和防止水分过度蒸发,这使地衣耐寒耐旱,干燥时可休眠,遇水又能复苏,不过其生长缓慢,一年可能仅长 0.1 - 1 毫米。
真菌与植物:天然的好搭子约 90% 以上的植物根部都有与其配合的共生菌 —— 菌根真菌,二者通常是互利共生关系(前提是植物健康)。植物分为外生菌根和内生菌根。
外生菌根一般是木本植物、针叶树、阔叶树,菌丝浅生于植物根表面,不穿透根部皮层细胞内部,像牛肝菌、鸡纵菌、鹅膏菌都属于此类。
外生菌根
内生菌根涉及的植物种类更多,真菌成为植物身体一部分,菌丝体侵入根部皮层细胞内部,部分内生菌根甚至不太产生子实体,丛枝菌根是植物界最主要、最原始的共生形式。
在土壤贫瘠、营养素匮乏的地方,植物的内生菌根更普遍,如杜鹃花科、兰科。
菌根真菌比植物根细,能深入植物根无法到达的地方吸收大量营养物质,有菌根真菌的植物根系更发达、面积更大。
植物依靠光合作用产生碳水化合物和脂质,碳水化合物从叶片转移到根部,共生的菌根真菌吸收碳水化合物,同时为植物提供水分、氮磷钾等必需营养素,真菌的菌丝作为植物根部的 “触手”,能探寻更远的矿物质元素。
菌根真菌大多是专性寄生,但一个植物也可能同时有两种菌根真菌。内生菌根真菌除提供营养素外,还能产生类植物激素让植物更耐旱,甚至产生有毒化学物质,抵御哺乳动物、昆虫,免受其他真菌或细菌病害。
地下的神奇网络:木维网菌根真菌和植物在地下构建了木维网,如同互联网,植物之间可共享信息。
若有枯叶、死树,真菌会分解回收养分输送给寄主。
通过木维网,植物间能传递化学信息,比如一棵树遭遇虫害或病原体感染,会向周围植物传递信息,周围植物会提高抗病或让自身难吃的化学物质防御。
植物间还能通过木维网分享养分,幼苗即便发芽迟、生长慢、接触阳光少或半死不活,接入木维网后仍有机会获取其他植物营养。
在有木维网覆盖的地方,树木比单独存在的个体活得更好,在家养不好植物可能是因为其脱离了生态,可见世界上高效的连接形式是相通的。
真菌与昆虫的共生关系昆虫是真菌的第二大合作伙伴,尤其是种蘑菇的白蚁和切叶蚁,它们各自发展出了自己的 “农业”。白蚁约在 6000 - 5500 万年前,甚至比蚂蚁还早 3000 - 5000 万年,白蚁种植蚁巢散属的担子菌,既能食用,又借助真菌分解难消化的木质纤维素。
切叶蚁和白鬼伞属关系紧密,真菌已失去消化木头能力,因为切叶蚁持续供应叶子,而切叶蚁失去产生精氨酸能力,靠培养真菌满足能量需求。此外,小度树蜂及其幼虫、啄木鸟等也和真菌相互利用。真菌需昆虫或动物传播和定植,昆虫则利用真菌分解木头。
比如戈行树蜂把真菌带到木头内部,真菌分解木头使其变软,利于树蜂幼虫钻洞取食;红顶啄木鸟在松树树干打洞建巢时,会把松口米孔菌种在树上,待长出蘑菇确定哪边木头已被消化脆弱后,从那边开始打洞。这些共生关系是因为各方各取所需,在恶劣环境中关系更紧密。
但真菌也是机会主义者,本性是分解,若宿主不行,尤其对植物而言,真菌可能成为压垮宿主的最后一根稻草。