伊迪丝·哈默和克里斯汀·阿列克莱特的《对话》 我们测试真菌的三个障碍课程的例子
信用:作者提供 当你想到真菌的时候,你可能会想象一堆胖乎乎的棕色蘑菇,或者你在森林里偶然发现的红色大伞菌
这样做,你就把真菌减少到了它们的生殖器官——尽管它们可能经常是美味的或引人注目的
真菌的主体实际上是一个被称为菌丝体的大型交织网络,由被称为菌丝的非常细的真菌管组成
这些菌丝有点像植物的根:它们生长在土壤中,在寻找养分的过程中,我们人类看不见它们
我们最近的研究使用了一种人工真菌障碍来监视菌丝的生长和行为
我们发现真菌菌丝采用了多种不同的生长策略——如此之多,以至于我们不得不给它们命名
从突破物理障碍的“僵尸”的蛮力,到勇敢的“马拉松跑者”,他们走在群体的前面去探索,真菌菌丝似乎是巧妙的地下觅食者
我们的发现不仅引人入胜:它们可能对我们应对气候变化也有重要影响
觅食真菌 真菌是迷人的生物
既不是植物也不是动物,它们属于自己独特的王国,估计由200万到600万个物种组成
尽管真菌看起来和我们很不一样,但它们仍然和我们一样,必须找到找到食物的方法,解决环境中的问题
一根50微米的人类毛发与一根6微米的细丝相交
菌丝只有2到3微米宽
信用:Saperaud/wikicommons,CC BY-SA 真菌对所有营养循环也至关重要
它们分解并循环利用环境中的死生物质,并帮助90%的陆地植物的根部获得水和营养
它们也是一种痛苦:它们会导致人类、动物和植物疾病,并破坏大量的农产品
真菌不可或缺的是菌丝:管很细,有时甚至肉眼看不见
作为参考,人的头发大约50微米宽,而真菌菌丝通常只有2或3微米薄
转入地下 许多真菌大部分时间生活在地下,看不见
因此,我们对这些生物如何体验地下环境知之甚少:它们是否有能力感觉到附近有食物,或者它们用什么策略来寻找食物
我们最简单的“土壤芯片”测试之一
真菌菌丝从左向右探索,很容易清除障碍
作者提供 这是我们想要应对的挑战
我们与生物医学工程师一起制造了一个透明的微观隧道系统,使我们能够模拟土壤中的结构
这些“土壤碎片”实际上是障碍跑道,旨在让真菌菌丝在寻找食物的过程中发挥作用
在植物生态学中,克隆植物的根据说要么像方阵单位一样生长(短而非常密集),要么像游击队一样生长(远而稀疏)
我们惊讶地发现这种二分法不适用于我们的真菌:我们需要更多的种类
所以,我们给真菌起了个绰号,以反映它们不同的生长策略
有些物种的菌丝长得很密,但很远很直,不探索周围环境(“马拉松运动员”)
其他人进展缓慢,但连续几个月,蜿蜒曲折地走过复杂的弯道(“蛇”)
其他人仍然分支严重,几乎填满了所有的自由空间,并以不可思议的力量突破了芯片的固体部分(“僵尸”)
在这个例子中,“僵尸”强行通过了我们的障碍跑道
作者提供 这种菌丝是“蛇”的一个例子,它被困在我们土壤碎片的一个角落里
作者提供 觅食策略 考虑到不同真菌可能遇到的环境的多样性,这些不同的真菌策略可能是进化特征
密集的生长策略使真菌能够分解需要大量浓缩酶的复杂食物来源,而深远的探索策略有助于真菌更快地找到分散或远离的更短暂的食物来源
我们还发现了某些让真菌难以生存的情况
例如,反复急转弯导致一些人被困在角落里
其他人在绕着一个圆形障碍物成长后失去了方向感
我们对那些阻碍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,其碳循环的微小变化可能会导致大气CO2水平的巨大差异
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实现碳封存——帮助我们在地下储存更多的二氧化碳
现在,我们希望我们的土壤碎片能继续被用来窥探真菌的秘密生活
我们的研究只观察了七种不同的分解垃圾的真菌,所以有很多新的发现可以揭示地下真菌的觅食如何影响上面的生态系统
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