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
大約2.5億年前，地球歷史上最嚴重的滅絕事件發生時，世界各地沉積下來的沉積岩中，有一些奇怪之處：它們通常佈滿了絲狀物，沒有人確定它們是什麼。在此之前或之後的岩石中都沒有發現過類似的東西。
看起來顯而易見，而且似乎每個人都同意的是，它們曾經是活著的。化石在岩石中留下的化學特徵告訴我們這一點。但它們的外觀——變黑的分支絲狀物，分成多達24個單元長的細胞——也顯得非常，嗯，有生命力。但很少有人同意它們的身份。它們是藻類嗎？在一些大洪水中在池塘和沼澤中繁衍生息？還是分解木材的真菌，以氣候造成的針葉林屍體為食？兩者長期以來都被提出，但在這裡，生化證據是模稜兩可的。無論它們是什麼，都發生了一些非常奇怪的事情。
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導致這些充滿絲狀物的岩石產生的二疊紀-三疊紀滅絕事件，或稱“大滅絕”，似乎是由2.5億年前發生在今天的西伯利亞的大規模慢動作火山爆發引起的。根據大多數觀點，廣闊的熔岩平原排放出災難性的二氧化碳和甲烷，毒害了生命賴以生存的空氣。其他情景包括臭氧層損耗、酸化或一直以來廣受歡迎的小行星撞擊1。無論是什麼情景，結果都是驚人的滅絕。大約90%的海洋生物和75%的陸地生物消失了。森林死亡。土壤侵蝕。普遍的混亂隨之而來。
不知何故，某種產生小小的、棕色桶狀細胞鏈的東西，在這個過程中，嗯，大賺了一筆。
應該說，這些化石——通常被稱為雷杜維孢粉屬——呈現出各種各樣的外觀，可能代表著幾個物種（這裡有一個很好的它們多樣性的相簿——點選左側的“相簿”）。這些絲狀物與已知真菌的活性絲狀物（或菌絲——high-fee）不同，後者通常是管狀且無色素的。這導致一些人否定了真菌假說。事實證明，關鍵的見解是，這些根本不是正常的真菌菌絲。它們是更邪惡的東西。
最近，來自烏得勒支大學、帝國理工學院和加州大學伯克利分校的三位科學家指出，至少一些來自義大利北部多洛米蒂山脈的經典二疊紀-三疊紀邊界岩石的雷杜維孢粉屬與一種病原真菌：立枯絲核菌非常相似。如果情況真是如此，那就提出了一個更可怕的可能性：如果化石絲狀物是真菌破壞狂歡的殘餘物，病原真菌在被無盡的熔岩平原從遠處照亮的有毒大氣中，以無助的、垂死的樹木為食呢？正如他們所說，有趣的時代。
如果我們以外觀來判斷（他們就是這樣做的），您可以自己判斷。這是活的立枯絲核菌
與頂部的圖片比較。驚人地相似，不是嗎？
為了比較，這裡有一些圖片（以及這裡也有）兩種水綿屬的圖片，水綿屬通常被認為是另一個主要嫌疑物件（我不確定這些水綿屬是雷杜維孢粉屬被認為最像的，但它們是在網際網路上有照片的水綿屬）。有趣的是，這些水綿屬具有非常美麗的星形和螺旋形葉綠體，植物細胞利用光製造糖分的小綠色結構。然而，用肉眼來看，你會認為它們是池塘浮渣。
現代立枯絲核菌是有趣的生物。它們實際上是由它們的結構和作案手法聯合起來的物種的混合體（“形態群”）。當菌絲年輕時，它們以幾乎完美的直角分支。當成熟時，它們會形成增厚的桶狀短細胞，正如您在左邊看到的那樣，整個東西（菌絲體，或my-seal-ee-um）都用使人類皮膚變黑的相同物質著色。
無論年輕還是年老，立枯絲核菌幾乎不產生孢子就進行繁殖。多年來，它們被科學家稱為“無菌真菌”，因為人們認為它們永遠不會產生稱為分生孢子的無性孢子（大多數真菌像傾銷過時商品一樣大量產生孢子）。現在我們知道有些真菌非常罕見地這樣做。有性生殖（又名減數分裂）產生的孢子也很少見。相反，它們似乎透過分裂成碎片來繁殖，這些碎片被沖走或吹走。
儘管這一切都很有趣（至少對於像我這樣的生物學愛好者來說是這樣），但這些無菌、堅韌的真菌因另一個原因而臭名昭著：它們是頑強的植物病原體。立枯絲核菌以在蔬菜、花卉、灌木和樹木上產生各種有害疾病而聞名——從新發芽的幼苗枯萎到在成熟植物的莖上吃出洞，這是一種植物學版本的食肉細菌（當然，這些將是食肉真菌）。根腐病和莖腐病是它們的專長，它們尤其喜歡攻擊土壤中或靠近土壤的任何東西，那是它們的行動基地。
許多看似無關的事物已經進化成這種無菌的、植物病原性菌絲體的生態位2。它們中的一些屬於稱為子囊菌的龐大真菌類群，它們在囊中產生有性孢子；另一些是擔子菌，它們在棍棒狀細胞的外部產生有性孢子（其中一種，三葉草立枯絲核菌在三葉草中產生一種名為斯拉夫拉明的化學物質，或“流口水因子”，因為它會導致食用三葉草的牲畜不受控制地流口水）。
它們曾經都被稱為立枯絲核菌，但由於只有基因相關的生物才能在生物命名法中共享名稱，科學家們正忙於對它們進行分類和重新命名。儘管如此，這告訴你這是一個非常受歡迎的生態位，趨同進化——當基因無關的生物進化成看起來和行為相似，比如鯨魚和魚，或蜂鳥和昆蟲（在我看來）——在其中非常普遍。我們稍後會回到這一點。
當立枯絲核菌面臨困境時，它會透過扭曲其黑色、矮胖的休眠細胞鏈在一起，形成稱為菌核的硬化、強化菌絲體盤。它們將脂肪和糖分塞滿其中——真菌版本的在你的防空洞裡儲存托盤的丁蒂·摩爾肉罐頭——並使細胞壁變黑以抵抗紫外線輻射。然後它們關燈，穿上毛絨拖鞋，看電影，然後等待。
許多其他真菌也產生菌核。如果你撥開落葉或針葉層，你可以在許多地方找到它們。就在腐殖質層下方，你會發現堅硬的小結構位於土壤線處。有時它們非常鮮豔。這些硬化的休眠結構是真菌——甚至粘菌——在相當委婉地稱為“不利條件”下生存的主要方式。當條件改善時，它們就會發芽。
立枯絲核菌菌核的獨特之處在於它不產生外皮或內部結構，基本上是菌絲體的鬆散團塊。這些正是維斯切爾、塞普頓和洛伊在他們的二疊紀末期義大利岩石中發現的那種結構。
這就是確鑿證據嗎？基於這些化石結構與現代病原性立枯絲核菌的成熟菌絲和菌核的相似性（此圖片中的背景影像），作者提出雷杜維孢粉屬菌核與現代立枯絲核菌的菌核“無法區分”。從土壤傳播的菌核的存在，他們還得出結論，雷杜維孢粉屬不太可能僅僅是木材腐爛菌。之前的研究發現，一般來說，你在土壤中發現的病原性菌核越多，你在附近發現的植物病害就越多。因此，換句話說，根據作者的說法，發現二疊紀末期沉積物樣本中高達90%的岩石中前生物物質是類立枯絲核菌菌核，正如他們所做的那樣，就像找到了確鑿證據。
現代立枯絲核菌通常充當兼性病原體。也就是說：它們是機會主義者。它們可以生長並相對安靜地與活樹共生，受到樹木免疫系統的抑制，同時等待樹木生病或虛弱。一旦它們這樣做，它們就會攻擊。過去幾十年中最令人驚奇的發現之一是這種情況有多麼普遍。似乎許多植物體內或體表都有真菌，耐心地排隊等待腐爛自助餐的好位置。立枯絲核菌作為一種病原體，似乎站在最前面，並且將能夠很好地利用樹木的意外收穫。
作者提出了以下情景：火山氣體（如二氧化碳和甲烷）的侵襲（或任何導致全球滅絕的大規模、不可避免的應激源）削弱了森林，並以一種有利於真菌的方式破壞了寄主-病原體平衡，加速了樹木本已不可避免的衰落。真菌像殭屍一樣湧入大腦自助餐。
隨著食物減少，真菌的日子也變得艱難起來，大規模的真菌爆發也採取了它們通常的B計劃：製造菌核。但它們儲存的貨物是為了一個永遠不會到來的日子。它們的大部分寄主都死了。在可怕的條件下，沒有幼苗能夠生長。雨水沖刷了殺戮場，大規模侵蝕了土地，並將註定要滅亡的菌核帶到了水墓底部，在那裡它們將被壓入岩石中，岩石被抬升到山脈中，然後最終被科學家收集，最終將它們從石牢中釋放出來。但2.5億年後，丁蒂·摩爾肉罐頭早已消失殆盡。
讓我們回到作者最初的假設，即將2.5億年前化石的結構與活生物進行比較可以幫助我們識別它們並推斷它們在做什麼。三疊紀黎明時期的立枯絲核菌的祖先必然看起來像它們今天的後代嗎？我們的祖先和開花植物的祖先肯定不是。
另一方面，它們也可能看起來沒有不同。許多3億或4億年前的生物今天看起來與當時基本相同（鯊魚是經典的例子，但請參閱我在《大眾科學》客座部落格上的帖子，瞭解一些6億年前的生物，它們看起來與現有形式相似）。
但即使它們不是現代立枯絲核菌的基因祖先（作者從未聲稱過這一點），它們似乎已經進化成相同的形式（正如我上面提到的，今天如此多其他無關的真菌已經做到的那樣）這一事實意味著它們正在做的事情與現代立枯絲核菌及其同類大致相同。我們稱之為趨同進化，儘管這意味著你不能開始稱雷杜維孢粉屬為“立枯絲核菌”，但這不會改變作者描繪的二疊紀森林可怕的結局：全球真菌末日。
維斯切爾，H.，塞普頓，M.，& 洛伊，C. (2011)。二疊紀末生物圈危機時期的真菌毒力？地質學，39 (9), 883-886 DOI: 10.1130/G32178.1
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1在這項最近的研究中，科學家聲稱二氧化碳的快速積累可能致命地酸化了海洋，使海洋生物無法建造它們的貝殼。
2立枯絲核菌並非總是攻擊植物；許多是土壤中的腐生菌，它們從那裡發起對植物的攻擊。土壤也可以是其他“交易”的 launching place。有些可以與蘭花合作，或“菌根化”。
眾所周知，微小的、營養貧乏的蘭花種子需要非常特定的真菌來幫助它們發芽併為它們提供食物，直到它們能夠產生第一片綠葉，這可能需要2到11年（這就是為什麼在叢林外從種子種植蘭花，至少可以說，具有挑戰性）。
但是，正如生物學中的許多情況一樣，一切並不完全像看起來那樣。雖然幾種土壤真菌可以侵染蘭花幼苗，但可以這樣做立枯絲核菌（其有性形態是殼狀真菌）也是腐生菌，因此擁有支援幼蘭花的營養物質。真菌滲透到根皮細胞中併產生線圈或“pelotons”以介導營養交換。觀察到這一過程的科學家注意到可能會發生幾件事。種子可能會被合適的真菌成功侵染併成長為蘭花。皆大歡喜。或者，真菌可能會失控並殺死幼苗。可憐的蘭花。最後，真菌入侵可能會失敗，幼苗停止生長，仍然會死亡，而沒有真菌來啟動它。這似乎是一個正在形成的共生關係，合作伙伴雙方的任何一個錯誤舉動都可能導致死亡。換句話說，真菌和植物仍在制定菌根婚前協議。這是一個微妙的平衡，與寄主-病原體平衡一樣，關係中的任何擾動都可能導致災難。