在你脚下,隐藏着一个真菌的秘密社会,它让互联网看起来像一条短文本链。根据周四发表在《科学》杂志上的一项新研究,全球丛枝菌根真菌菌丝网络估计延伸了110千万亿公里——足以达到地球到太阳距离的近十亿倍。没错:世界上最重要的地下网络并非由科技亿万富翁运营,而是由蘑菇运营。
这些超薄的菌丝,每根都比人的头发还细,与全球约80%的植物物种的根部形成了舒适的共生关系。作为碳的交换,真菌提供磷和氮,就像地下送餐服务。此前的研究发现,这些网络每年封存约10亿吨碳——这些碳如果不储存在地下,就会愉快地使大气变暖。所以基本上,真菌在为地球做好事,而我们却在忙着争论回收利用。
直到现在,这些网络从未被全球性地绘制出来。这项新研究由地下网络保护协会(SPUN)领导——这个组织的名字听起来像秘密社团,但实际上只是对泥土非常感兴趣——结合了文献综述、全球土壤样本、机器学习和实验室测试,以估算这些系统的分布和质量。
“这是我们从知道这个系统存在,到真正知道它在哪里、密度如何以及它曾经在哪里的时刻,”SPUN的执行主任兼研究合著者Toby Kiers说。翻译过来就是:我们从“地下可能有些真菌”变成了“这是真菌帝国的地图”。
几十年来,研究人员知道丛枝菌根真菌与大约80%的植物物种形成关系,并且几乎在植物生长的任何地方都能找到。但这些网络的范围——以及它们最密集的地方(草原)或正在消失的地方(农业区)——仍然模糊不清。“(这项研究)帮助我们认识到这些地下生物对我们看到的地上一切有多么重要,”堪萨斯大学研究植物-微生物相互作用但未参与这项研究的教授James Bever说。
SPUN的进化生态学家兼主要作者Justin Stewart解释说,以前的生物多样性研究就像要求某人描述他们家门外的森林:“他们可能会说‘嗯,里面有三种树。’这很好。这告诉了我生物多样性。但你实际上不知道森林有多大,树木之间有多远。”现在我们知道了——而且它非常非常大。
菌丝充当活的管道,在植物和真菌之间运输营养物质和碳。因为它们又长又细,它们能比根更深地进入土壤,获取营养,同时将碳储存在可以长期停留的地方——假设条件合适。“你得到了双赢,”Stewart说。“植物生长得更好,碳也被吸收。”
为了量化这些网络,研究团队回顾了现有研究,这些研究包含了来自全球生态系统的16,000个核心样本,测量了每体积土壤中的真菌菌丝长度。每个样本都进行了地理定位,团队使用机器学习创建了预测性的全球地图。与阿姆斯特丹的研究机构AMOLF合作,他们开发了一个带有摄像头的机器人,记录在实验室中生长的真菌网络,以估算其宽度。最终计算?网络的质量约为地球上所有人类重量的五倍。所以,如果你之前感到微不足道,现在你知道:有一个真菌网络比我们所有人都重。
这项研究只涵盖了活着的真菌网络——死去的网络,也储存碳,仍然是个谜。但它也发现了这些网络最受威胁的地方。农田中的真菌密度大约是野生生态系统的一半。野生草原储存了大约40%