本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，僅反映作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
作者注：這是TAA真菌月系列四篇文章的最後一篇。請欣賞！
上個月，一種神秘的橙色薄膜（媒體俗稱“粘稠物”）衝上了阿拉斯加西北部一個名為基瓦利納的村莊的海岸。專家懷疑是甲殼類動物的卵；當地人感到不安。現在回想起來，關於該物質“乾燥後變成粉末”的報道應該引起懷疑，關於橙色物質也出現在雨水桶中的報道也應該引起懷疑。要麼是甲殼類動物真的到處都是，要麼一切並非看起來那樣。
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橙色粉末似乎不是甲殼類動物卵乾燥後的產物，但對於真菌來說，尤其是鏽菌來說，則完全說得通。事實上，專家們現在相信它們就是鏽菌孢子。然而，儘管做了大量的偵探工作，他們仍然不清楚這些孢子到底是什麼——或者是什麼原因導致了這種爆發式增長，因為在任何在世的人的記憶中，這個地方都沒有發生過這樣的事件。
鏽菌都是植物寄生菌，但與黑粉菌——它們的近親，我本月早些時候在這裡寫到過——不同，它們不專門劫持植物的各個部分以達到其邪惡的目的；相反，它們將繁殖結構嵌入植物組織中，這種系統只能被描述為孢子體的拜占庭式舞蹈。一些鏽菌在兩種不同的寄主上最多可產生五種不同的孢子，分佈在五種不同的結構中。要跟上這一切有點眼花繚亂。
在我用鏽菌生命週期圖表炸掉你的神經元之前，讓我們稍微從更大的角度來看。有成千上萬種鏽菌，它們都是植物寄生菌，其中許多專門給農民——和生物學家——帶來麻煩：咖啡、蘆筍、豆類、金魚草、康乃馨、玫瑰和小麥都有鏽菌，這些鏽菌已經成名或正在努力成名。一種鏽菌——雪松蘋果鏽病——在美國東部紅雪松（實際上是刺柏）上產生獨特的異形橙色粘稠星爆狀物；它的交替寄主是蘋果樹。
雨後東部紅雪松上的雪松蘋果鏽病（Gymnosporangium juniperi-virginianae）癭瘤。當它們不溼的時候，它們看起來不像你的孩子會喜歡吃或掉進你襯衫裡的東西，而像長著小惡魔角的木球。
它們被稱為鏽菌的原因顯而易見：它們使植物看起來生鏽，因為它們在至少一個生命階段會在葉子和莖上釋放橙色、粉狀的孢子。這是我在七月份的北方蟾蜍狩獵之旅中，拍攝到的鏽菌以相當不雅的方式從野生玫瑰上掉落粉狀橙色孢子的照片
為了完成它們的生殖體操，鏽菌產生了一些非常有趣的微觀結構，或者真菌學家有時稱之為子實體。
在其中一種結構內部，稱為精子器或柄鏽器，無菌、僵硬、逐漸變細的絲狀體，稱為周絲，匯聚並向上推植物表皮。它們使其破裂，形成一個稱為孔口的微小孔洞，有時像觸手一樣伸出。無尾雄配子，稱為精子（或柄鏽孢子），在內部形成，並以甜美、粘稠的花蜜液滴形式滲出。
附近，“接受菌絲”（high-fee——構成其身體的真菌絲狀體）也穿過孔洞突出出來。尋蜜昆蟲降落，獲得糖分，然後帶著一些搭便車的精子離開——毫無疑問，以某種尷尬的姿勢——粘在它們的腳或身體上。當它們降落在另一個精子器/柄鏽器上時，精子/柄鏽孢子可以與接受菌絲融合並使其受精。你知道這應該讓你想起什麼，當然：一朵花。實際上，一種真菌花，趨同進化以適應相同的目的。與某些花朵一樣，鏽菌具有初級的雌雄系統（真菌學家枯燥地稱之為A1和A2交配型），這確保了來自給定精子器的精子不能使其自身的接受菌絲受精
好的。這只是鏽菌的五個生命階段中的一個。我一直試圖儘可能長時間地向你隱瞞這一點。但我再也忍不住了。看哪：異宗寄生（雙寄主）、大環型（孢子型別過多）鏽菌完整而恐怖的生命週期
對於生物書呆子來說，盡情消化它吧。對於其他人來說，只需要注意到弄清楚這一切一定很讓人頭疼。記錄在案的是，並非所有鏽菌的生命週期都如此複雜。有些只有一個寄主，有些只有上面描述的少數結構。但你明白我的意思了。
這個特殊的生命週期屬於一種鏽菌，它在我的個人****-清單上。它是松皰鏽病——Cronartium ribicola——大約在1900年被引入北美，現在剛剛到達科羅拉多州，此前已在西部殺死了無數的五針松。它從蒙大拿州南部蔓延而來。它即將開始殺死我們古老的柔枝松和刺果松，我在六月份的文章中寫到過。但我跑題了。
圖中的每個小橫截面都是莖或葉子上微小杯狀結構的垂直截面。裡面的馬鈴薯狀物體是孢子。N是單倍體（染色體的一個副本），2N是二倍體，但N+N是一種特殊的真菌現象。這意味著細胞是雙核的——它們有兩個來自交配的細胞核，但它們尚未融合。真菌傾向於使其生命週期的某些部分涉及這種奇怪的配對狀態。在人類中，如你所知，一旦精子表明其意圖，精子和卵子的細胞核就會毫不猶豫地融合。
鏽菌的冬孢子——許多鏽菌的休眠階段——的結構、顏色和質地也呈現出美麗的 variety，傳統上用於對它們進行分類。它們通常是帶刺或帶釘的深棕色視覺美味，由一個到多個細胞組成，呈鏈狀、層狀或在柄上。我觀察到的至少一種冬孢子是多細胞束，與碟瓜驚人地相似。
通常呈鏽橙色的是夏孢子（在夏孢堆中產生）（鏽孢子也可能是橙色的），科學家們認為正是這些孢子在阿拉斯加爆發出來。
但是，在南卡羅來納州查爾斯頓的NOAA實驗室進行鑑定的科學家無法給這種鏽菌命名物種名稱。他們說，它與他們以前研究過的任何東西都不匹配，他們指出，在北極苔原中潛伏著許多未鑑定的鏽菌物種；你可以想象，真菌學家在任何氣候條件下都是稀缺資源，在阿拉斯加西北部尤其如此。
當我本週聯絡實驗室以瞭解他們是否有關於鏽菌身份的進一步資訊時，他們說沒有。除非一些有閒暇時間的（哈！）有求知慾的真菌學家有時間去看看，否則這可能就是我們永遠知道的全部了。然而，這讓一個女孩想知道：所有這些孢子到底是從哪裡來的？什麼樣的苔原植物可能受到了如此嚴重的寄生，以至於沒有人注意到？鏽菌不像會隱藏它們寄生在植物上的事實——恰恰相反。對於如此大量孢子的爆發，以至於它們覆蓋了海洋並被衝上岸，在城鎮以東不幸的寄主上一定發生了聖經般的醞釀。又是什麼讓今年它們變得如此瘋狂？如果你在過去五年中一直關注任何關於北極的新聞，你可能會做出有根據的猜測。
不過，在我結束這篇文章之前，我有一個關於鏽菌的問題想提出來：如果一種鏽菌有兩個寄主，它們通常只有遠緣關係。例如，小麥稈鏽菌的寄主是普通小檗和各種禾本科植物，跨越了單子葉植物和雙子葉植物之間的鴻溝。松皰鏽病以五針松和各種茶藨子和醋栗為食，在針葉樹和開花植物之間轉移。Uredinopsis osmundae在冷杉和肉桂蕨之間穿梭，跨越了種子植物和孢子植物之間的巨大分類學差距。為什麼？
這引出了一個更大的問題，你們中一些更聰明的人可能會理解，即為什麼如此多的動植物寄生蟲似乎都喜歡進行寄主轉換，更不用說跨越巨大的分類學差距（例如，有許多動物寄生蟲在脊椎動物和無脊椎動物（如蝸牛或環節動物蠕蟲）之間穿梭）？當你可以將自己限制在僅僅一個寄主的舒適和熟悉的環境中時，擁有兩套生物學和免疫系統來導航可能有什麼好處？我對你們的想法很感興趣，所以請隨時在下面分享。我可能應該知道這個答案，因為我曾經讀過寄生生物之王，但我不知道。請原諒我，聖卡爾。