自然界的“恩赐”它促进了物质的循环,也可作为食物,甚至毒药

  在常常被人们忽略的角落,野蛮和暴力正在激烈上演。有一对一的挑战、有潜伏已久的暗杀、有化学战,甚至有“精神上的控制”。

  当您脚踏潮湿的小径,喘着粗气穿过一片葱郁的小树林,您是否意识到,自己早已穿越了一片片战场。这些隐形的战场就“潜伏”在您的身边,土壤里、石隙间、树干上、枯叶丛中或者趴满苔藓的树桩下都有斗争双方明显的“交战”痕迹。宁静的表面之像看似风平浪静,战役却无时无刻激烈进行着。

  发动战争的“士兵”是土壤中各种类型的真菌,主要是一簇簇分布于土壤表层拥有鲜嫩外表的野外菌菇和它们的地下世界。在人们肉眼看不见的地下世界,野蛮和暴力正在激烈上演。有一对一的挑战、有潜伏已久的暗杀、有化学战,甚至有精神上的控制。

  自然界的“恩赐”它促进了物质的循环,也可作为食物,甚至毒药

  地球伟大的分解者

  一提起真菌,很多人就会产生莫名的恐惧心理,科学家把这种现象称作“真菌恐惧症”。的确,真菌感染无处不在:霉菌会侵扰一块放久了的面包、一个正在腐烂的橘子,甚至为我们的天花板上色。然而,科学家却从小小真菌中看到了诸多的有用之处。几千年来,酵母是生产诸如面包、啤酒、豆腐乳等美味食品的微小真菌;而西方饮食中必不可少的“黄金乳品”——奶酪则有赖于大型真菌的力量,后者能发酵形成奶中的风味物质。

  自然界的“恩赐”它促进了物质的循环,也可作为食物,甚至毒药

  在我们脚下潮湿的泥土中,撑起 “小雨伞”的蘑菇君们并非植物,它们属于真菌。不需要光合作用的它们“神出鬼没”,即使没有泥土,它们也会在任何潮湿温暖的地方冒出来。而它们的生长又极迅速,下雨后,就连绳子上也能迅速冒出几朵菌菇。其实,蘑菇伞只是冰山一角,真菌90%的部分都隐藏在地表之下。菌丝体主要在地下生长和散布。只有在一定季节,当它长出蘑菇时,才会给出地下部分存在的可见证据。

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  真菌早在数亿年前就开始占领地球表面,并逐渐确立了它们作为地球伟大分解者和回收者的地位。真菌营养生长阶段的结构称为营养体。绝大多数真菌的营养体都是可分枝的丝状体,单根丝状体被称为菌丝。许多菌丝在一起被统称为菌丝体。真菌就像建在地下的化工厂:菌丝分泌酶,把有机物的长链分子分解掉,然后它们从中吸取营养。

  菌丝特别喜欢从富含木质素和纤维素的树叶、树枝或树干等腐殖质中吸取营养。它们也喜欢与植物、动物及其他真菌共生。菌丝分泌的酶甚至能够将岩石分解成可吸收的矿物质,释放到土壤里,然后将它们“大口大口”地吃掉。

  从生命进化树来看,真菌和动物萌芽于同一分支,过了很久彼此才分离开来。所以,所有真菌都共享动物的一些基本特征:吸入氧气,吐出二氧化碳。但真菌又有独特的本领,那就是通过消耗其他有机物而不是通过光合作用获取能量。真菌以其独特的方式,将动物、植物和地球编织在一起。

  真菌的战略之术

  在树林里,如果你仔细观察,这些如史诗般的战斗证据比比皆是。当你轻轻拨开覆盖在林地表面的树叶,就有可能看到寻找食物的菌丝体以及正在“打架”的敌对双方;当你翻开腐烂的木头,你就有可能清楚看到一缕缕菌丝编织在一起,形成巨大的供应网络(真菌菌丝体主要负责为真菌提供重要的水分和食物);还有一些辨识度很高的战场,它们用血红色的颜色使现场看起来更像是杀戮场(也许是防御性的化学物质);而很多地下战场则难以用肉眼看见。

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  真菌除了是占领地球表面的“霸者”,它们还智慧非凡。其非凡之处在于,它们具有识别同类的能力。一般来说,真菌的菌丝是独立生长的,如果遇到同一类型的真菌,两组菌丝将迅速融合在一起,组成一个更大的菌丝体,以便扩大自己的势力范围。

  大多数真菌还拥有自己的防御系统,它们自身会产生很强的抗菌素,以抵抗病原体,保护自己不受细菌、昆虫和其他真菌的感染。它们甚至能够防御天花。

  当基因不同的同一类型真菌接触到彼此时,它们会本能性地弹开,并立即编织复杂密集且弯弯曲曲难以逾越的“防御网”以标识自己的领地。“防御网”通常会以黑色、棕色或橙色为保护色,与对方划清界限,以防对方的入侵。

  当然,真菌不可能只与同类相遇,当成千上万种真菌菌丝相遇时,真菌之战无可避免。对于土栖真菌 来说,战争意味着徒手杀戮;而木霉菌无论遇见谁,都会采取“暴力”手段,卷曲对手的菌丝体,强势分泌一种酶穿透对手的菌丝体,达到“谋杀”的目的。

  不过,大多数真菌的手段更为“阴险”。一些蘑菇产生的挥发性化学物质,如我们熟悉的烹饪蘑菇的气味或腐烂的气味,都有可能成为战争的“导火索”。当真菌物种相遇的时候,化学战(气味战)往往随之而来。一些真菌,如超级“刺客”簇生垂幕菇,会释放出一种萜类物质,会对其他真菌造成致命的危害。据说,这类化学物质类似于麻痹神经的某种气体对人体的危害。其中另一种挥发性化学物质——喹啉化合物就如同我们生活中用的杀菌剂。

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  无处不在的土耳其尾菌也是十分厉害的“投毒者”。它们“谋杀”对手的主要手段是在对手的食物中分泌一种特殊的酶,当对手不幸误食,食物中潜藏的致命“毒素”会迅速发作,从而直接从内部溶解对手,以此占领对方的领土和食物。

  有意思的是,一些真菌会联合起来,组成势力庞大的“真菌联盟”,来进攻“手无寸铁之士”。这些“仗势欺人者”会首先攻击战斗能力最弱的真菌,待彻底侵占其领土之后,才会选择离开,寻找下一攻击目标。

  大多数真菌根据战斗力的强弱可分为多个等级,不过,由于此类“军备竞赛”已经进行了数百万年,有些真菌擅长进攻,另一些则擅长防守。因此,谁输谁赢,仍无定论。但战场的环境(或温暖或寒冷,或干燥或湿润)、食物的可食用性或食物的质量都会影响真菌的战斗力。例如,簇生垂幕菇在温暖的环境中,战斗力就更强。

  还有一种名为炭球菌的真菌,通常生于阔叶树腐木或树皮上,单生或成群生长在一起。它“全身”像烤焦了的面包,呈近球形或半球形。它们可怕之处在于,一旦生长环境变得干燥,其战斗力就会飙升,更加容易引起树木木质腐朽。受害者有杨树、柳树、桦树、椴树、胡桃、杜鹃等多种树木。

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  真菌不单单只是攻防同类,土壤中微小的土栖生物——线虫,是前者最喜爱的猎物。真菌是线虫的天敌,线虫是真菌最重要的食物补给之一。真菌捕捉线虫时,菌丝体的某些部位会膨胀成像棒棒糖一样凸起的瘤状节,并形成复杂环状的“粘网”。当线虫一触碰到菌丝体边缘,就很容易被真菌“粘网”粘住,从而被真菌从内部瓦解,慢慢“吞噬”。

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  我国一组科研人员在研究时观察到生物界中一种有趣的“借刀杀敌”现象:细菌可以通过动员捕食线虫的真菌来杀死自己的捕食者——线虫。在这种防御机制中,线虫在细菌的胁迫下,快速释放尿素,尿素促使真菌形成专门的细胞结构,专门对付线虫。捕食线虫的真菌形成“捕食器”捕杀线虫,从而减轻细菌被大量捕食的压力,维持物种间的生态平衡。

  自然界中细菌、真菌、线虫相互作用的这种复杂关系,为我们对土壤有害线虫的生物防治有新的帮助,即通过调节产生尿素的细菌群落而更好地动员真菌杀死有害线虫,抑制土壤中的线虫数量。

  昆虫和其他节肢动物也不那么安全,尽管它们拥有多层含蜡、脂蛋白以及抗真菌化合物的外壳来保护脆弱的内部。有些真菌能够轻而易举地穿透这些保护壳,甚至还能够躲避血细胞以防被吞噬。如果昆虫的免疫系统足够强大,则能够寻找并消灭入侵的真菌。不过,一旦遇到号称“昆虫驱逐舰“的虫霉,那么昆虫们就倒霉了。这种真菌能够轻轻松松侵入昆虫体内,侵入后,通过堵塞呼吸孔或呼吸管使“受害者”窒息而亡。

  此外,有些真菌还是能够操控“他人”的“催眠大师”。如冬虫夏草喜欢利用受害者来达到传播孢子的目的。这些“大脑操纵者”会驱使受害者(如蚂蚁)带着它们的孢子(真菌的生殖细胞,可发育成新个体)爬到植物高处,然后像从飞机上射击炮弹一样投射孢子,扩大孢子的散播面积。

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  人类学习的目标

  人类可以从真菌与昆虫之间的战争中获益。

  与化学杀虫剂相比,采用微生物农药来消灭有害昆虫的方法成本高,生产过程复杂,储存和使用都比较困难,成功率有限。不过,目前,一些关于真菌杀虫剂正备受人们青睐。它们具有决定性的优势,除了可以有针对性地消灭特定的生物外,还可以最大限度降低对其他物种的伤害程度。

  19世纪末,俄罗斯和美国已经开始通过大量生产白僵菌和绿僵菌的孢子粉来控制并减少某些有害昆虫(例如马铃薯甲虫)。

  自然界的“恩赐”它促进了物质的循环,也可作为食物,甚至毒药

  为了深入研究真菌的战略战术,在世界各地的许多实验室里,研究小组铺设土壤和木板以模拟森林的环境,通过控制气候、食物和对手,模拟真菌格斗的真实环境。这些深入的研究成果将非常有趣,但更为重要的是,真菌让我们更深入地了解到这一经常被我们忽视的生态系统。通过这样的研究,我们可以进一步挖掘真菌的优势,甚至帮助人类克服生活上的问题。

  死亡帽

  光听这名字就足以让人双腿打颤了,它是一位名副其实的“蘑菇杀手”,误食它后几天内就可致人于死地。一般来说,人误食后,并不知道自己已身中剧毒,因为没有任何症状。直到10多个小时甚至几天之后,中毒者才有明显感觉,例如出现恶心、剧烈呕吐、腹泻等症状。可到那时,死亡帽的毒素早已抑制了人体细胞的新陈代谢。毒素逐渐向肝肾等内脏侵犯,给脏器造成严重损害。人中毒后,潜伏期通常为6 ~16天,病情恶化较快,可导致死亡。

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  死亡帽和人们平时吃的普通蘑菇长得有些相像,都是白色的(偶尔带点黄色),表面上温温和和的样子,所以人们比较容易误食。你要是在野外看见它,在分辨不清楚的情况下,最好离它远一点,再远一点。

  寄生真菌

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  这并不是无线电天线,而是一只蝴蝶被真菌寄生了。这种寄生真菌侵入蝴蝶体内后, 直接用昆虫体液和组织作为营养而生长繁殖。菌丝体钻入其体内, 消耗细胞内的原生质,破坏虫体组织。同时,菌丝体在生长过程中需要大量吸取虫体内的水分, 从而导致虫尸干硬僵化。当菌丝体吸尽虫体内的养分以后, 在其体外会长出子实体,并传播孢子。在它找寻到下一个理想的牺牲品之后,会立即杀死之前寄居的宿主,并在新的宿主身上传播孢子。

  木材腐朽菌

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  这些在腐木上生长着如大片大片灵芝的真菌,学名叫“木材腐朽菌”,是一种专门“啃食”木头的腐朽真菌。凡是有树木生长、木材存放和使用的地方,多半会出现它们的身影。常见的木耳、香菇等皆是。

  为了争夺美味多汁的腐木,木材腐朽菌通常会散发出大量化学物质来限制其他菌种的菌丝体繁衍。所以,单一的腐朽菌菌种会给森林带来毁灭性的病害。就连生存了千年的古树也无法幸免。不过,作为森林生态系统的重要组成部分,木材腐朽菌在森林生态系统中起着重要的降解作用,能全部或部分降解木材中的木质素、纤维素和半纤维素,为昆虫和鸟类提供营养。同时,木材腐朽菌和一些昆虫之间存在互联关系——昆虫可以帮助传播木材腐朽菌的孢子。

  白僵菌

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  科学家从僵死的蚕体中找到了一种学名叫作“白僵菌”的真菌。白僵菌是“蚕宝宝”的天敌,它们杀死“蚕宝宝”的手段主要是通过菌丝体穿过蚕的皮肤进入蚕体,另外也可能以孢子的形式通过蚕的嘴巴钻进蚕肚子里。

  白僵菌的分生孢子成熟后,能在空气中随风飘扬,当空气中湿度较大时,极易粘附在蚕体上。在适宜的温度和湿度条件下, 孢子吸水膨胀萌发出菌丝体,白僵菌能分泌几丁质酶和蛋白质毒素,溶解蚕表皮的几丁质,并以此为突破口侵入其体内,很快将蚕毒死。这时,虫尸上覆盖着白色茸毛和粉状微粒,即是白僵菌的气生菌丝和分生孢子。分生孢子又可随风飘扬,到处传播,可以使一批又一批的“蚕宝宝”感染白僵菌而死亡。当然,在自然环境中,白僵菌有助于控制“蚕宝宝”的数量,以免给桑树带来大规模的病害。

  裸盖菇

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  有一种真菌被视为“神物”,它就是裸盖菇。人如果吃了裸盖菇,过不了多久,眼前的世界就会变得光怪陆离,人就开始手舞足蹈、又哭又笑。这是因为裸盖菇中的裸盖菇素会影响人的视觉和其他感觉的神经受体,干扰神经系统的信号传递,使人产生幻觉。不过,裸盖菇的致幻效果比较温和,一般不会致人死亡。数千年前,加勒比海地区的印第安人将这种蘑菇视为神物,用于祭祀与医疗,以获得不同寻常的精神体验。

  毒蝇伞

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  毒蝇伞有着红色和白色的外观,这个伞菌的经典形象被某些人认为是圣诞老人服装的起源,代表着好运。毒蝇伞也和飞翔的驯鹿有类似关联:在某些传说中,驯鹿被描述是吃了毒蝇伞之后,在迷幻的情绪当中腾跃飞翔。

  但是,这种漂亮的蘑菇骨子里却具有相当严重的致幻毒性。毒蝇伞是一种具有神经性毒素的真菌。食用后,患者除胃肠炎症状外,还有流涎、流泪,严重者可出现幻觉、精神错乱等症状。目前对此种蘑菇中毒尚无特效疗法。一旦误食,应尽早采用催吐、洗胃、导泻、灌肠等方法,迅速排出毒素。