科學家首次繪製了世界真菌網絡圖 - 方法如下

地下真菌網絡橫跨銀河系的一半寬度——得益於一項重大的新測繪項目,我們距離了解它們又近了一步。

地下網路保護協會(紡紗)於本週啟動,旨在記錄和保護這些網絡,這些網絡因其支持的生物多樣性而被稱為「土壤中的珊瑚礁」。

作為同類企業中的首創,SPUN 的科學家將於明年開始從巴塔哥尼亞開始,從世界各地 10 個熱點地區收集 10,000 個樣本。

荷蘭聯合創始人托比·基爾斯(Toby Kiers) 博士和科林·埃夫里爾(Colin Averill) 博士正在研究同一問題,但規模截然不同。正在探索森林微生物組;兩人都在詢問真菌如何幫助解決我們今天面臨的一些最大問題。

土壤是世界上第二大碳匯,僅次於海洋。它透過植物根部的菌根真菌儲存二氧化碳,提供營養,同時吸收導致大氣變暖的氣體。

我們傾向於認為土壤是死的、無生命的泥土——植物所在的東西——但實際上它充滿了微生物活動。科林說,一小把土壤裡有超過 100 公里長的真菌菌絲,即構成菌絲體纏結的管狀細胞結構。

他在從事碳循環科學工作時第一次遇到了菌根真菌的奇蹟,並意識到它們被忽視了。一旦你注意到它們,「你就會開始提出根本不同的問題,」他告訴歐洲新聞格林。

「我們開始進行分析,詢問樹木是否有能力與類似的真菌合作——這是否能讓它們支持其他樹木,並以一種原本無法在乾旱條件下保持活力的方式?

「如果我沒有想到菌根真菌,我就不會問這個問題。它徹底改變了我的科學以及我對森林和所有生態系統如何運作的理解。

托比 (Toby) 的興趣是在 19 歲時住在巴拿馬雨林時激發的。你會對這些肉眼無法看見的流動和結構產生全新的尊重。

“這就像你行走在一個古老的生命維持系統上。”

透過繪製全球巨大的真菌網絡地圖,SPUN 正在尋求在兩年內建立一個我們都可以參考的東西,以了解我們腳下的地球。

這本全球地圖集也旨在促進保護工作,因為菌根真菌的熱點正受到農業、城市化、污染、水資源短缺和氣候變遷日益嚴重的威脅。

我們與 SPUN 坐下來,詳細了解這個非凡的計畫將如何運作,以及改變地球的潛力。

培養下一代“myco-nauts”

對 SPUN 來說,繪製世界真菌網路意味著首先連接人類的分散式網路。這家新成立的公司由來自荷蘭、法國、英國、德國、加拿大、美國的科學家組成,他們的目光遠遠超出了自己的團隊,尋找土壤樣本。

科林意識到一些全球生物多樣性研究過去採用了“殖民主義”模式,他說“我們希望確保測量和擁有這些數據的人實際上是來自這些地方的人。”

現有研究和人工智慧技術已確定了十個熱點地區,包括:加拿大苔原;墨西哥高原;南美洲的高海拔地區;摩洛哥;西撒哈拉;以色列的內蓋夫沙漠;哈薩克的草原;西藏的草原和高原;和俄羅斯針葉林。

有趣的是,初步測繪表明,地下真菌生物多樣性遵循與植物和動物生物多樣性截然不同的模式——植物和動物生物多樣性通常會向赤道方向增加。

方法本身很簡單,當地社區在一定區域內從地表下 2 公分處採集土壤樣本,然後風乾。 SPUN 安排將樣本運送到當地研究人員,然後他們將按順序提取 DNA,然後將其儲存在超冷冰箱中。

SPUN 正在尋求培育下一代「myco-nauts」—「myco」意為真菌,「naut」意為探險家。

菌根網絡內部的流動可以告訴我們什麼?

回到阿姆斯特丹自由大學的實驗室後,托比將繼續密切關注真菌網絡內營養物質的流動,看看它們在不同條件下如何變化。

將真菌群落的特性與其功能聯繫起來是至關重要的一步。真菌王國非常廣闊,涵蓋了從病原體到蘑菇(真菌的子實體,產生孢子的地方)的一切。托比說,菌根真菌是否屬於不同的「物種」是一個持續的討論,因為它們可以融合在一起並做出「瘋狂的遺傳事物」。

但對它們進行分類 - 並發現哪些是最擅長的固碳,這在回收營養物質方面具有深遠的影響。土壤中多達一半的生物量是由這些真菌網絡組成的,它們的行為(或存在)的任何變化都會影響整個生態系統。

托比解釋說,如果你的農業系統沒有真菌網絡,那麼它會比擁有健康網絡的農業系統多吸收約 50% 的營養物質。

真菌群落的某些子集甚至可能能夠增強植物養分的捕獲,從而減少對植物養分的需求有害化肥,科林補充道。最終,聯合創始人希望將他們工作的微觀和宏觀尺度「結合起來」。

利用真菌創造生物多樣性“水庫”

在最近的一項研究中,科林的團隊對歐洲數百塊林地的 DNA 進行了定序。 「我們發現真菌與樹木生長的三重變化有關,而這些變化無法用環境和我們通常用來模擬樹木生長的其他因素來解釋,」他說。

這些發現開啟了一些令人興奮的可能性。除了保護受到威脅的真菌網絡外,SPUN 還在考慮將耐寒真菌引入需要它們的地方。

這是一個令人驚訝的低技術過程:實際上是從完整的生態系統中取出活土並將其移植到退化的地方。科林說,這種土壤的復興已經在斯堪的納維亞半島、美國中西部的草原以及愛沙尼亞的前礦區取得了「顯著的成功」。

儘管在過去,識別高性能植物物種會導致選擇過程,在該過程中,田地會被削減到單一栽培的地步,但科林卻看到了「一個在地下進行恰恰相反的機會」。

「我們能否讓我們管理的景觀成為生物多樣性的水庫,而不是沙漠,」他問道?

雖然我們幾年後才能知道答案,但繪製我們現有的真菌生物多樣性圖是重要的第一步。看不見的東西是很難估價的,而 SPUN 令人驚嘆的視覺化效果就像是黑暗中的一盞明燈。