看似不起眼卻速度驚人:真菌以 55 英里的時速噴射孢子

該發現可能促成新型殺真菌化學物質的研發

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在可能有助於控制有害真菌的一項發現中,研究人員發現了一種高速機制,這些細菌利用該機制將其孢子噴射到空氣中。 來自俄亥俄州牛津市邁阿密大學 (M.U.) 和辛辛那提聖約瑟夫學院的科學家在 PLoS ONE 雜誌上報告說,真菌可能是陸地上速度最快的物種之一,時速高達 55 英里(88 公里),產生的加速度是重力的 180,000 倍。

真菌是世界上最常見的作物病原體。 大多數對人類相當無害,儘管像其他過敏原一樣,它們有時會加劇過敏和哮喘。 但某些品種,例如葡萄穗黴(俗稱黑黴),在地下室等潮溼的地方滋生,也可能感染免疫系統受損或患有慢性支氣管炎的人的肺部。 生物學家曾經認為輕微的氣流就足以釋放真菌的孢子,但越來越多地發現黴菌採用精細的方法將其種子噴射出巢穴。 研究人員利用超高速影片計算出,一些真菌利用其自身的天然水壓,像水槍一樣噴射孢子。

“該機制的美妙之處令人非常驚訝,”M.U. 的真菌生物學家、首席研究作者尼古拉斯·莫尼說,“這些影像讓我們完全震驚。”

莫尼研究了生長在牛糞和其他食草動物糞便上的真菌。 這些物種在生態系統中發揮著關鍵作用,透過分解廢物將營養物質迴圈到土壤中。 真菌將其孢子射離寄主糞便,因為牛不會在糞便附近吃東西。 透過將它們射到八英尺(2.5 米)遠的地方,放牧的動物會更傾向於掉它們,從而透過其自身的糞便傳播真菌孢子。

研究影片攝像機以每秒 250,000 幀的速度拍攝,捕捉到真菌將其孢子噴射到空氣中,在它們身後拖著閃閃發光的液體。 研究人員利用影片記錄了孢子以 55 英里的時速飛馳。

該團隊還確定了幾種真菌如何積聚水壓來啟動孢子發射。 首先,真菌在其細胞中積累糖和其他小分子,這反過來又會引入更多的水。 針對此過程的第一步可能是開發新型殺真菌劑的關鍵。

亞利桑那州立大學坦佩生命科學學院的真菌生物學家羅伯特·羅伯遜說:“這項[研究]提供了對真菌生活方式的重要見解”,他稱這項研究“意義重大”。

莫尼目前正在使用相同的方法來詳細描述包括黑黴在內的真菌群採用的不同發射方法。“通過了解基本機制,”他說,“你可能會找到修復黴菌損壞房屋的方法。”

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