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真菌眼中的世界

从黏糊糊到友好,这些入侵者与植物——以及我们——共生。

作者:Gordon Grice
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后院里一棵树的逐渐死亡让我陷入沉思。那棵东方红柏看起来很糟糕——毛茸茸的,瘦弱的,灰色的衰败像是头皮屑一样混杂在更健康的蓝绿色针叶中。我们已经看到了病因,它们是以小小的尖刺状虫瘿的形式出现的,像不起眼的圣诞装饰品一样挂在树上。每个装饰品都比高尔夫球小,而且似乎是用木头做的,这可能会让你觉得它是树木健康的一部分。我摘下一个。每一个小尖刺都是一个喷口:一个被锋利的木质突起包围的孔。球体承受压力的程度只相当于果实。我把它拿到水泥地上,用脚后跟把它踩碎。并不难。里面,东西呈糊状和纤维状,其植物物质的纤维从一个紧密的核辐射开来。它的湿润质地就像树皮下的新木材一样。

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我从书本和其他资料中得知,这是一种柏树苹果锈病,一种寄生虫,其具有挑衅性的生命周期需要它在刺柏和苹果宿主之间跳跃。(东方红柏,尽管名字如此,实际上是一种刺柏。)在苹果树的叶子和果实上,这种寄生虫表现为变色的革质斑点。在刺柏上,它表现为这些木质虫瘿。寄生虫的苹果和刺柏形态是单一生命周期中不同的阶段,该生命周期涉及有性孢子和无性孢子。

然而,从外表上看,我不会认出这个球体与树是无关的,因为它是由树自己的组织构成的。树木本身会产生虫瘿,是听从真菌的指令,就像动物的癌细胞产生肿瘤一样。

雨水揭示了更多。下了两三天雨——持续的、浸透性的雨,让我的儿子们光着脚在草坪上欢呼雀跃。他们兴奋极了。“寄生虫张开了!”他们告诉我。确实。在整棵 50 英尺高的树上,虫瘿都绽开了。透过每个尖刺状的喷口,伸出了鲜艳的橙色触手。仿佛这棵树撞上了一群海葵。我弯下一根树枝,让孩子们仔细看看。我大儿子戳了一下,说它黏糊糊的。我自己也试了试质地:湿润的橡皮糖。我们最轻柔的触碰都会弄坏它们。我几乎以为它们会缩回去。

我们通常认为真菌是不健康的,是疾病的征兆。这是一种诽谤,因为寄生只是真菌的众多可能性之一。

在我房子后面的树林里,我发现了无数的地衣。正如每个高中生所学到的,它们是共生体,一种真菌与藻类或类似生命形式配对。当我把手放在一棵倒下的树上时,我触摸到的就是它们;当我锯断枯木时,我的锯子首先切穿的就是它们那层层叠叠的鳞片。当我的儿子们爬上去寻找更高的视野时,他们的一半立足点是地衣或普通真菌的边缘。

我称它们为数不清。这部分是因为它们数量众多。我无法量化它们的另一个原因是它们缺乏完整性。盒子枫树的整个迎风面都覆盖着绿色:一片地衣在哪里结束,另一片在哪里开始?

真菌常常是群居的,而不是单一的。一片土壤中数百万个真菌菌丝可能以某种方式进行交流,当一种菌丝检测到食物来源时,所有的菌丝都会向那个方向延伸。当然,没有大脑,没有中央指挥,只有共同的目标。如果我们把这样一个聚集体看作一个个体,那么我们所知的最大的生命形式就是真菌,它们在土壤中延伸数英里,其总质量可以与地球上最大的动物——蓝鲸——相媲美。

如果我们通常认为的基本个体性在真菌中缺乏,那么物种界限也是如此。地衣只是共生体的一种;真菌有很多种。例如,一种模式是菌根,真菌与植物根部结合。真菌可以到达植物无法到达的地方,为植物带来所需的矿物质和水;而植物则分享它从光和水中制造的食物。虽然大多数人可能不熟悉这种安排,但它是我们所知生命的基础。至少 80% 的植物以这种方式共存,有些估计高达 95%。界限并不像我们习惯的那样清晰,因为实际上,平均一棵树、一株杂草或一根草不仅仅是植物,而是植物和真菌的结合体。

这不容易理解,或者说没有挖掘、解剖和显微镜的帮助就看不清楚。但如果你留心观察,迹象是可见的。有时在潮湿的天气里,我会在前院发现一圈蘑菇。这种分布揭示了隐藏的关系,因为这个圆圈的中心是一棵橡树。这些蘑菇是与树亲密的真菌的生殖器官。可以追踪到埋在泥土中、几乎被掩盖的粗壮根部,连接到蘑菇的聚集体。

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雨后一个忧郁的早晨。锈病再次涌出它们的触手,但几个小时后,触手就枯萎成了棕色的碎片。我和大儿子决定取下一个来研究。他抓住一根细长的树枝,我则开始切割。剪刀在湿木头上发出吱吱声和啪嗒声;树枝弹了上去,断裂的末端留在了我儿子的手中。他着迷地摘下了上面的锈病。

我们在罐子里给它浇水,它就复苏了。一夜之间,新的橙色黏液触手透过筛孔状的球体挤了出来。看来它不需要雨水;任何浸泡都可以。

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我们接下来的探究阶段在一个白色的塑料杯里进行。我们得知锈病在活跃时会传播橙色孢子。看着它凝胶状的触手,我毫不怀疑我们的样本是活的,但我们还是做了这个实验。把它放进小小的白色杯子里,加了新鲜的水。第二天早上,水变成了橙色,像稀释的橙汁一样染红了杯子。

几天来,我的儿子们一直在带回更大、更肥美的锈病样本,用棍子戳它们,对它们惊叹不已。然后他们的兴趣减退了,我发现架子和窗台上放着一周大的罐子,里面的触手半溶解在水中,只保留了它们的颜色。

过去人们说真菌是一种有缺陷或退化的植物,缺乏叶绿素,因此无法自己制造食物。因此,它只能靠吸取别人的劳动成果为生——在土壤中翻找,吞食死去的动物、落叶和潮湿的木材。

生物学家们现在知道得更多了。在过去的几年里,DNA 测序揭示了许多我们曾难以想象的事情的有力证据。这种方法是寻找相似的 DNA 链,然后进行统计分析。这是一个概率游戏。地球上所有生命都来自共同的祖先;两种生命形式在遗传上越不相似,它们就越早分开。通过应用复杂的数学模型,遗传学家可以估算出某些差异需要多长时间才能出现。然后,通过比较这些数字,他们可以推断出不同生物之间有多么密切的关系。例如,人类和黑猩猩分化的时间比人类和红毛猩猩晚。因此,我们与黑猩猩的关系比与红毛猩猩更密切。

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许多遗传数据支持传统的林奈分类法。例如,长期以来普遍的观点是,包含蝙蝠的目是单系的——也就是说,蝙蝠之间比它们与其他任何生物的关系都更近。少数人认为两大类蝙蝠实际上起源不同,而像松鼠一样的鼯鼠可能与某一类蝙蝠关系更近。但 DNA 分析支持第一种观点——所有蝙蝠都属于一个目,没有其他生物包含在内。

其他数据对整个林奈结构产生了质疑(这就是为什么现在有一个竞争性的系统学分支,称为枝等分类学,它试图以更精确但更繁琐的方式绘制关系图)。其中一些数据相当违反直觉。我们一直都知道鲸鱼一定是从某种陆生哺乳动物进化而来的,但谁会想到它们仍然属于偶蹄目——有偶数趾的蹄类动物

因此,我们对生命的认识发生了改变;王国,林奈生物学的基本原则,都必须重新调整。真菌自 19 世纪末以来就自成王国,但我们现在比过去更清楚(至少)它们是什么了。一些我们称之为真菌的生物,因为它们黏滑且令人厌恶,而且我们不知道该把它们放在哪里——例如,黏菌——已经被驱逐出王国。这不太难接受,因为很少有人能经常遇到黏菌。

更难接受的是,这些名声不佳的生物是我们的亲戚。真菌根本不是植物;它们更接近动物——更接近我们。毕竟,我们一直都有所怀疑。它们不像我们那样移动,但其中一些,最显眼的,长得很大而且很复杂,这似乎是动物生命的标志:雨后一天,草地上长着一个和拳头一样大的蘑菇,例如。我有一个生动的童年记忆:草丛中有一个光滑的白色东西,大小和形状都像一个煮熟的、剥了壳的鸡蛋。然而,那不是鸡蛋;我的狗对它毫无兴趣。某种东西让我不愿意触摸它。它没有气味,但不知何故让我想起了狗粪,或者也许只是厌恶的柏拉图式形态。它是一个眼球的奇怪想法闪过我的脑海,我甚至用一根树枝把它翻过来,寻找虹膜。正是这次操作揭示了它的真实本质,因为它在棍子下裂开了,首先露出了我与某些蘑菇内部结构相关的折叠的纤维。这次撕裂揭示的另一件事是气味,直到这时才变得无法察觉:腐肉的气味。

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或者也许它们一夜之间出现的样子就像一种阴险的魔法。毒蘑菇,精灵。

不仅仅是植物与真菌共生。我们动物也是如此。我们不喜欢这样想,因为我们长期以来一直认为微生物是不洁的东西,是入侵者。但当然,我们一直都是共生体,依赖于我们肠道中的微生物来消化食物。我们体内有真菌群落。所谓的酵母菌感染实际上是一种失衡。酵母菌存在于人体中并不是一个问题——它们一直都在。问题是,由于某些 pH 值水平的波动,它们的数量超出了正常的范围。与它们以及各种其他生物分享我们的身体是一种自然的事情。一棵树不仅仅是一棵树,我们也不仅仅是我们自己认为的那样。

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这并不是为了赦免它们所有。许多真菌是纯粹的寄生虫,它们入侵了几乎所有形式的生命。有专门寄生单细胞硅藻甚至其他真菌的真菌,其中一些会造成严重损害。我那棵红柏树上的锈病对它来说很糟糕;这对附近的苹果树来说可能更糟糕,因为苹果的叶子被锈病缓慢刺穿,直到孢子传播的橙色桅杆从它们底部冒出来。苹果的果实也可能被毁坏,其表皮被软软的棕色斑块所损毁。

人类也是如此。有导致脚和睾丸瘙痒的真菌,有导致指甲变色和畸形的真菌。还有一些与人为善的真菌安然无恙地生活在我们体内而不被察觉,但在免疫系统受损的情况下,它们会发展成内部和外部的吞噬性溃疡。对于艾滋病患者来说,这是常见的死亡方式。

自从我们的红柏树 last year 戴着它炫目的橙色首饰以来,已经过去了两年。第二年,我们徒劳地等待着那种奇怪的真菌生命再次绽放。我们曾试图修剪掉够得着的虫瘿,希望挽救这棵树,但并不是我们凡人的努力将它们赶走的。我们仍然能看到上面几十个干瘪、不起眼的虫瘿,拒绝绽放。锈病就是这样。它在苹果树上会死去,但在红柏上却能持续存在,将生命交给风,或者让它的旧躯体腐烂。

我们的树长得越来越毛茸茸,夹杂着香草色和红褐色。在剩下的绿叶中,我可以够到几十根枯死的树枝。用力一拽,肯定会听到枯木断裂的声音。说实话,整棵树现在都很丑陋。它让我想起一个被忽视的老人的蓬乱的头发。

并非我忽视了这棵树。我修剪;我尽我所能来挽救它的生命。

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