万万没想到,它们之间竟然也有两肋插刀的过命交情
如果有两种同种植物并排生长。一只被昆虫攻击,但另一只没有。一种植物的一些叶子会被昆虫吃掉,而另一些不会。这些不是偶然的。生长在叶子和根部的真菌在这里起着重要的作用。
想象你手里拿着一束天竺葵(如下图所示),你手里有多少种花?答案肯定不是一个,而是20到30个。这是因为真菌和细菌寄生在每种植物的表面和内部组织上(表面是附生细菌,内部是内生细菌)。
如果根附在茎上,物种的数量将增加一倍。植物的根含有许多内生菌和另一种叫做菌根的真菌。这些真菌生长在植物的根部,形成一个共生系统。真菌为植物提供营养(主要是磷酸盐和硝酸盐),并从植物中获取碳作为回报。
牡丹富含真菌
最近,科学家们对这种真菌的兴趣大大增加了,因为它们的存在会影响这些植物中昆虫天敌的生长。伦敦大学皇家霍洛韦学院的一份报告显示,菌根真菌可以提高植物的化学防御能力,从而抑制许多昆虫的生长。还有最近的研究表明,内生真菌也能使植物产生特殊的化学物质来抵抗昆虫的攻击。
因此,科学家们都认为菌根真菌和寄生真菌是植物的贴身保镖,所以好朋友对双方都有好处。真菌得到庇护和各种资源,而植物得到自然害虫防御系统。邻居确实是伙伴和好朋友。我们人类呢?最大的挑战是如何在农业和园艺中使用这个自然防御系统。然而,人类聪明的头脑做了坏事。多年来,很少使用杀真菌剂、杀虫剂和人工培育植物来与农作物中的真菌交朋友。现代作物的真菌伴侣比野生作物少。
蘑菇从树上获取糖和氧气,并返回二氧化碳和矿物质。
植物可以选择它们的真菌伙伴
在一片开满野花的草地上,许多植物挨着生长,但这些植物有不同的真菌保镖。尽管这些植物有相同的生长条件,传播相同的孢子,但它们似乎选择了哪些真菌可以占据它们的内部组织。
也许更有趣的是,不同的真菌对昆虫有不同的影响,这被称为“生态特异性”。在自然界中,植物也有点聪明,似乎会选择对它们最有益的真菌。如果我们想将这一规则应用于农业,我们必须找到一种“合适的”真菌组合来抵抗农作物的病虫害。
有一种独特的真菌叫做“昆虫病原体”,它是一种昆虫杀手。真菌也能在植物组织中生存,这意味着如果昆虫吃受感染的叶子,它们就吃杀虫真菌。有证据表明,植物特别愿意让这种对它们最有益的保镖广泛地驻扎在它们自己的组织中——其他内生真菌不接受这种贵宾待遇。
真菌网络
这些真菌产生的所有化学物质都通过植物传播。根部的一些真菌会改变寄主植物的化学成分,让吃树叶的昆虫绝望并注定死亡。这就是为什么培育富含有益微生物的土壤可以减少地面害虫的问题。
真菌树网络:水下菌丝体能在植物间传递“化学警报”
其他菌根真菌可以改变植物叶子的化学成分,科学家发现这些化学物质可以通过引诱寄生物来提供另一层保护——它们使叶子越来越难吃,导致昆虫没有东西吃,饿死并减少它们的数量。与此同时,它帮助植物寻找寄生物来攻击这些食叶昆虫。
也许最令人兴奋的发现是土壤中的真菌网络可以连接许多植物。你在地上看到的蘑菇只是表面下一个更大有机体的果实部分,它由一种叫做菌丝体的线性物质组成。
菌丝体:地下网络
每个菌丝体管线(菌丝体)具有类似于排水管的结构。每当植物受到昆虫攻击时,它们会产生一种化学报警成分,通过排水网络传递给邻近的植物。没有受到攻击的植物在收到这个警告信号后会制造特殊的化学物质来保护自己免受即将到来的攻击。这就是为什么许多人认为“非挖掘”园艺比商业农业生产更健康的作物,因为在商业农业中,这种菌丝网络在耕作中不断被破坏,“报警系统”自然无法工作。
植物和真菌不是孤立存在的。相反,他们在对抗害虫的战争中团结合作。顺便说一下,对食物来说还有一个更好的东西:这些真菌是完全可食用的和完美的成分——如果你最近刚吃了一份沙拉,现在你的胃里有无数的内生真菌。
蝌蚪先生编译自iflscience,译者小昭,转载时必须注明来自蝌蚪工作人员
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