根部真菌能将松树变成食肉植物——或至少是帮凶

本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点

跳虫是一种微小的跳跃昆虫，小到肉眼难以察觉。但稍微放大一下，其中一些会变得可爱得难以置信。看看BBC大卫·艾登堡的经典纪录片《< i>Undergrowth 生命》中的这个片段

关于支持科学新闻业

如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻业 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事的未来。

Undergrowth 生命 – 跳虫之舞（大卫·波尔配乐） 来自 David Poore 在 Vimeo。

因此，当我研究我的上一篇文章时偶然发现了一个小故事，我不得不沮丧地讲述一下。因为这些小家伙是受害者。

这就是它们的凶残杀手。

真菌嫌疑犯游街示众。

“2012-09-22 双色喇叭菌 (Maire) P.D. Orton 270921 裁剪图”，作者：Alan Rockefeller (Alan Rockefeller)，来自 蘑菇观察者，一个真菌学图像来源。您可以在这里联系这位用户。
衍生作品：Ak ccm – 此文件来源于：2012-09-22 双色喇叭菌 (Maire) P.D. Orton 270921.jpg。根据 CC BY-SA 3.0 许可，通过 维基共享资源。

这是双色喇叭菌，一种常见的食用森林蘑菇。您在上面看到的蘑菇只是菌根真菌体的一个微小而短暂的繁殖部分，菌根真菌体还环绕着树根，并向土壤中伸出菌丝，寻找水分、矿物质——以及显然还有跳虫。

上次我写了菌根赋予植物伙伴的惊人的连接能力——令我惊讶的是。它们使树木能够在地下沟通和共享资源，即使这些树木来自完全不同的物种。

但我也发现，这些根部真菌可以赋予其植物宿主一些更黑暗的力量。大约 15 年前，加拿大多伦多大学的约翰·克里罗诺莫斯和米兰达·哈特意外地发现了这一点。

他们正在研究一种名为Folsomia candida的跳虫，它是BBC选择拍摄的封面物种的一个明显不那么可爱的表亲。

“Folsomia candida – 土壤动物多样性”，作者：Cristina Menta – Cristina Menta (2012)。土壤动物多样性 – 功能、土壤退化、生物指标、土壤修复、生物多样性保护和在一个多样化世界中的利用，Gbolagade Akeem Lameed 博士（编辑），ISBN：978-953-51-0719-4，InTech，DOI：10.5772/51091。可从以下网址获取：http://www.intechopen.com/books/biodiversity-conservation-and-utilization-in-a-diverse-world/soil-fauna-diversity-function-soil-degradation-biological-indices-soil-restoration。根据 CC BY 3.0 许可，通过 维基共享资源。

像跳虫和螨虫这样的小型土壤居民以真菌为食，在一次“常规”喂养实验中，科学家们发现，在一个培养皿中，只有不到 5% 的跳虫在食用真菌后幸存下来。那种真菌是双色喇叭菌。

具有罪证的是，所有死亡的跳虫尸体上都布满了真菌纤维。似乎不是跳虫吃真菌，而是发生了相反的情况。

相比之下，其他测试培养皿就像是跳虫的地中海俱乐部，所有的昆虫不仅仍然活着，而且还“积极繁殖”。

红色=活跳虫，蓝色=死跳虫。Lb=双色喇叭菌，Cg=地生丝膜菌（另一种外生菌根真菌），Ch=枝孢霉菌，Ep=紫红短梗霉菌，对照=无真菌。图 1 来自克里罗诺莫斯和哈特 2001 年。点击图片查看来源。

当他们重复实验并仔细观察时，他们能够重现这场屠杀。通过用指示活性的染料染色跳虫，他们发现一些跳虫即使已经无法移动，但仍然令人毛骨悚然地活着。他们推测，帮助松树生长的有益菌根真菌也是一种邪恶的真菌，它产生一种毒素，麻痹跳虫，以便真菌可以慢慢吞噬它们。

接下来，他们想弄清楚跳虫尸体中的氮发生了什么变化。正如您所回忆的那样，氮可能是森林中最宝贵的货币，因为它很难从空气中提取，而且很少有生物能够做到这一点，但地球上的每个生物都需要它来制造蛋白质。他们用放射性（因此可追踪的）氮 15 标记了他们的跳虫，并将它们——一些是活的，一些是预先杀死的——放入含有感染了双色喇叭菌的东部白松（北美乔松）的培养皿中，并仔细确保只有真菌而不是树根可以接触到跳虫。然后他们观察了两个月。

“北美乔松 Syvania”，作者：Joseph O’Brien，美国农业部林务局 –
此图片是 图片编号 1397002，来自 林业图像，一个由 Bugwood 网络（佐治亚大学）和 美国农业部林务局运营的森林健康、自然资源和造林图像来源。根据 CC BY 3.0 us 许可，通过 维基共享资源。

瞧，植物组织中高达 25% 的氮最终来自跳虫，无论是活的还是死的。当用可怜的跳虫施肥时，植物也长得更好，在实验结束时比它们的对照组同类物更重。实验开始时放置的跳虫中，不到 10% 在实验结束时仍然活着……平均而言，在 500 人的强大队伍中，只有 47 名狡猾的幸存者。

传统定义的“食肉植物”已在缺氮环境中少量发现——通常是沼泽，有时也是沙漠。想想捕蝇草、茅膏菜和猪笼草。毫无疑问，无论你怎么看，这篇文章顶部那些可爱的粉红色蘑菇都是“食肉真菌”。但是，这项实验中的松树是“食肉植物”吗？在我看来，非常不性感的东部白松——这个星球广阔的北部森林中常见的树木——也可能属于那个性感的致命植物名单，至少带有一个星号。

这个例子也提出了这样一种可能性，即利用真菌从微小的森林动物身上获取氮的树木可能比我们以往理解或相信的更常见——并且在生态上更重要——尤其是在双色喇叭菌和北美乔松不是孤立案例的情况下。喇叭菌属尤其以与许多树种合作而闻名。一只可爱的小跳虫正在寻找一点交配机会和一口真菌，它可能和狡猾的蜘蛛一样，害怕头顶上平静而优雅的参天大树。

参考文献

Klironomos J.N. & Hart M.M. 食物网动态。动物氮交换植物碳，自然，PMID：http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11287942