根部真菌能將松樹變成食肉植物——或至少是幫兇

本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點

跳蟲是一種微小的跳躍昆蟲，小到肉眼難以察覺。但稍微放大一下，其中一些會變得可愛得難以置信。看看BBC大衛·艾登堡的經典紀錄片《< i>Undergrowth 生命》中的這個片段

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Undergrowth 生命 – 跳蟲之舞（大衛·波爾配樂） 來自 David Poore 在 Vimeo。

因此，當我研究我的上一篇文章時偶然發現了一個小故事，我不得不沮喪地講述一下。因為這些小傢伙是受害者。

這就是它們的兇殘殺手。

真菌嫌疑犯遊街示眾。

“2012-09-22 雙色喇叭菌 (Maire) P.D. Orton 270921 裁剪圖”，作者：Alan Rockefeller (Alan Rockefeller)，來自 蘑菇觀察者，一個真菌學影像來源。您可以在這裡聯絡這位使用者。
衍生作品：Ak ccm – 此檔案來源於：2012-09-22 雙色喇叭菌 (Maire) P.D. Orton 270921.jpg。根據 CC BY-SA 3.0 許可，透過 維基共享資源。

這是雙色喇叭菌，一種常見的食用森林蘑菇。您在上面看到的蘑菇只是菌根真菌體的一個微小而短暫的繁殖部分，菌根真菌體還環繞著樹根，並向土壤中伸出菌絲，尋找水分、礦物質——以及顯然還有跳蟲。

上次我寫了菌根賦予植物夥伴的驚人的連線能力——令我驚訝的是。它們使樹木能夠在地下溝通和共享資源，即使這些樹木來自完全不同的物種。

但我也發現，這些根部真菌可以賦予其植物宿主一些更黑暗的力量。大約 15 年前，加拿大多倫多大學的約翰·克里羅諾莫斯和米蘭達·哈特意外地發現了這一點。

他們正在研究一種名為Folsomia candida的跳蟲，它是BBC選擇拍攝的封面物種的一個明顯不那麼可愛的表親。

“Folsomia candida – 土壤動物多樣性”，作者：Cristina Menta – Cristina Menta (2012)。土壤動物多樣性 – 功能、土壤退化、生物指標、土壤修復、生物多樣性保護和在一個多樣化世界中的利用，Gbolagade Akeem Lameed 博士（編輯），ISBN：978-953-51-0719-4，InTech，DOI：10.5772/51091。可從以下網址獲取：http://www.intechopen.com/books/biodiversity-conservation-and-utilization-in-a-diverse-world/soil-fauna-diversity-function-soil-degradation-biological-indices-soil-restoration。根據 CC BY 3.0 許可，透過 維基共享資源。

像跳蟲和蟎蟲這樣的小型土壤居民以真菌為食，在一次“常規”餵養實驗中，科學家們發現，在一個培養皿中，只有不到 5% 的跳蟲在食用真菌後倖存下來。那種真菌是雙色喇叭菌。

具有罪證的是，所有死亡的跳蟲屍體上都佈滿了真菌纖維。似乎不是跳蟲吃真菌，而是發生了相反的情況。

相比之下，其他測試培養皿就像是跳蟲的地中海俱樂部，所有的昆蟲不僅仍然活著，而且還“積極繁殖”。

紅色=活跳蟲，藍色=死跳蟲。Lb=雙色喇叭菌，Cg=地生絲膜菌（另一種外生菌根真菌），Ch=枝孢黴菌，Ep=紫紅短梗黴菌，對照=無真菌。圖 1 來自克里羅諾莫斯和哈特 2001 年。點選圖片檢視來源。

當他們重複實驗並仔細觀察時，他們能夠重現這場屠殺。透過用指示活性的染料染色跳蟲，他們發現一些跳蟲即使已經無法移動，但仍然令人毛骨悚然地活著。他們推測，幫助松樹生長的有益菌根真菌也是一種邪惡的真菌，它產生一種毒素，麻痺跳蟲，以便真菌可以慢慢吞噬它們。

接下來，他們想弄清楚跳蟲屍體中的氮發生了什麼變化。正如您所回憶的那樣，氮可能是森林中最寶貴的貨幣，因為它很難從空氣中提取，而且很少有生物能夠做到這一點，但地球上的每個生物都需要它來製造蛋白質。他們用放射性（因此可追蹤的）氮 15 標記了他們的跳蟲，並將它們——一些是活的，一些是預先殺死的——放入含有感染了雙色喇叭菌的東部白松（北美喬松）的培養皿中，並仔細確保只有真菌而不是樹根可以接觸到跳蟲。然後他們觀察了兩個月。

“北美喬松 Syvania”，作者：Joseph O’Brien，美國農業部林務局 –
此圖片是 圖片編號 1397002，來自 林業影像，一個由 Bugwood 網路（佐治亞大學）和 美國農業部林務局運營的森林健康、自然資源和造林影像來源。根據 CC BY 3.0 us 許可，透過 維基共享資源。

瞧，植物組織中高達 25% 的氮最終來自跳蟲，無論是活的還是死的。當用可憐的跳蟲施肥時，植物也長得更好，在實驗結束時比它們的對照組同類物更重。實驗開始時放置的跳蟲中，不到 10% 在實驗結束時仍然活著……平均而言，在 500 人的強大隊伍中，只有 47 名狡猾的倖存者。

傳統定義的“食肉植物”已在缺氮環境中少量發現——通常是沼澤，有時也是沙漠。想想捕蠅草、茅膏菜和豬籠草。毫無疑問，無論你怎麼看，這篇文章頂部那些可愛的粉紅色蘑菇都是“食肉真菌”。但是，這項實驗中的松樹是“食肉植物”嗎？在我看來，非常不性感的東部白松——這個星球廣闊的北部森林中常見的樹木——也可能屬於那個性感的致命植物名單，至少帶有一個星號。

這個例子也提出了這樣一種可能性，即利用真菌從微小的森林動物身上獲取氮的樹木可能比我們以往理解或相信的更常見——並且在生態上更重要——尤其是在雙色喇叭菌和北美喬松不是孤立案例的情況下。喇叭菌屬尤其以與許多樹種合作而聞名。一隻可愛的小跳蟲正在尋找一點交配機會和一口真菌，它可能和狡猾的蜘蛛一樣，害怕頭頂上平靜而優雅的參天大樹。

參考文獻

Klironomos J.N. & Hart M.M. 食物網動態。動物氮交換植物碳，自然，PMID：http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11287942