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华商报第A5版版面图

第A5版:华商·科学周刊

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日期:[2026年10月14日] -- 华商报 -- 版次:[A5]

全球菌子互联网第一次揭晓

菌丝总长度相当于从地球到太阳距离的7400万倍
在一块健康的土地上,随手挖起一小勺子泥土,里面藏着的真菌菌丝,大约有10米长。日前发表在《科学》杂志上的一项研究里,科学家第一次在全球尺度上,估算了丛枝菌根真菌的菌丝网络到底有多大。
   根据他们的计算,全球表层土壤中,活体菌丝的总长度约为11亿亿公里,这个长度相当于从地球到太阳距离的7400万倍。这些菌丝所含的碳约为3亿吨,是全球人类身体所含碳总量的4到6倍。

  给真菌地下网绘图

   我们习惯说地球是一颗水球,因为海洋覆盖了地球表面的71%左右。但如果把视角从地表切换到地下,地球更是一颗蘑菇球——我们脚下的土壤里布满了菌丝,它们穿过泥土颗粒之间的缝隙,钻进植物的根,把不同植物的根系连进同一张地下网络。
   这张巨大的真菌网络,人类直到今年才画出了它的第一张粗略地图。
   领导这项研究的,是来自地下网络保护协会的贾斯汀·斯图尔特。“地下网络保护协会”实际上就是一群专门研究和保护地下真菌网络的研究者。这次的地图,主角是丛枝菌根真菌——它们和我们吃的蘑菇有什么关系?
   它们都属于真菌这个庞大的类群,酵母、霉菌也在其中。许多真菌的身体由一根根细长的菌丝组成,菌丝不断延伸、分枝,交织成菌丝体。我们吃的蘑菇,是某些真菌形成的繁殖结构,叫做子实体,负责产生和释放孢子。这些真菌还有大量菌丝,生长在土壤、木材等地方,平时不容易被看见。
   丛枝菌根真菌同样以菌丝生长,它们与植物根系共生,一部分菌丝伸入土壤,另一部分进入植物根部,在根的细胞内形成反复分枝的微小结构,看起来像一棵棵小树,丛枝这个名字就由此而来。植物给它们提供糖和脂类,它们则把从土壤中获得的磷等养分输送给植物,双方通过这种交换维持合作。
   为了做出这张真菌地图,研究团队整合了全球322项已发表研究的数据,涉及九大生物群落、超过16000个土壤样本。但地球太大了,这1万多个样本对于地球来说就像几把胡椒面,真正带有地理坐标、能用来建模的野外样本只有1800多组,只覆盖了全球846个陆地生态区中的100个。于是团队训练了一套机器学习模型,用已有样本加上气候、植被、土壤类型等环境变量,去推算那些从未被采集过的地方的情况。
   要把菌丝长度换算成生物量,还得知道菌丝有多粗。
   研究者在实验室里用胡萝卜的转化根培养了3种常见的丛枝菌根真菌,让它们在培养皿里长出完整的菌丝网络。然后,他们用机器人成像系统测量了超过30万次菌丝宽度,得出菌丝的平均半径只有2.7微米左右。有了粗细,再乘上长度,就能算出菌丝的体积和含碳量。
   最终,他们画出了一张覆盖全球陆地、分辨率为每平方公里的菌丝密度地图,配套上线了交互式的在线浏览工具。我们可以在上面放大到自己所在的区域,看这片土地下面菌丝有多密。

  农田的菌丝密度
  比非农田低47%左右

   这张地图显示,草原生态系统承载了全球大约40%的丛枝菌根真菌生物量。南苏丹的苏德沼泽、美国佛罗里达的大沼泽地和中国的青藏高原草原,都是菌丝密度格外高的地区。森林里同样有丰富的菌根网络,但温带和寒带森林的树木大多和外生菌根真菌合作,不在这次统计之内。
   坏消息是,实测数据显示,农田的菌丝密度比非农田低47%左右,差不多只有一半。翻耕会把土壤里的菌丝网络搅碎;施了化肥以后,植物更容易获得养分,分给真菌的碳就少了;杀菌剂也可能在消灭病原真菌的同时,杀死有益的真菌。而草原被开垦成耕地的速度是森林的4倍。这些全球菌丝密度最高的生态系统,正在以最快的速度消失。
   虽然科学家对全球的菌丝网络有了一张初步的地图,但空白处仍然很多。在沙漠、苔原和热带雨林,模型的不确定性最高,很多区域的菌丝规模还完全靠推测。但仅凭已有的数据,就已经可以肯定,在每一片草地、每一座森林、每一块农田的地下,菌丝都在运行。
   当我们不经意间走过草地,甚至在上面玩耍、打滚、撒尿,我们以为无事发生,其实地下的菌丝网络早已知晓了一切。 据澎湃新闻