在英國《皇家學(xué)會開放科學(xué)》雜志上,一則關(guān)于蘑菇間可以用電信號相互進(jìn)行交流的研究,引起了廣泛的關(guān)注。西英格蘭大學(xué)非常規(guī)計算實驗室的科研工作者稱,在四種不同大型真菌的生物電試驗中,發(fā)現(xiàn)了真菌間存在類似語言的交流信號。
神奇的真菌
人們常吃的蘑菇,在生物學(xué)分類上是大型真菌的子實體。如果用植物器官來類比,真菌的孢子相當(dāng)于植物的種子,而真菌的子實體,也就是它的產(chǎn)孢結(jié)構(gòu),就相當(dāng)于植物的果實。
人類所食用的蘑菇,只是真菌龐大組織中的小部分,除此之外,真菌更大的組成部分,是由大量的菌絲形成的營養(yǎng)體。菌絲是大多數(shù)真菌的結(jié)構(gòu)單位,是真菌主要用于吸收、運輸、儲存營養(yǎng)的主體結(jié)構(gòu)。
盡管看似差異巨大,但真菌與人類的親緣關(guān)系,其實比跟植物的更近。在距今十億年前,真菌和動物有著共同的祖先,而在之后的漫長進(jìn)化道路中,二者分道揚(yáng)鑣,哺乳動物的一支演化成了今天的人類,而一部分大型真菌的子實體,則成了人類餐桌上的常客,也被稱為蘑菇。
與蘑菇給人默默無聲的一般印象不同,真菌整體上是行為復(fù)雜而活躍的物種,也是自然界高效的捕食者。菌絲不僅可以吸取和消化植物中的養(yǎng)分,也可以制作成菌絲陷阱,捕捉土壤中的線蟲,為真菌獲取不能從植物中得到的營養(yǎng)元素。真菌是可以吃肉的。
真菌間通過電信號交流
菌絲的奇特之處還遠(yuǎn)不止如此,英國研究者安德魯·阿達(dá)馬茨基,曾通過生物電活動峰值的測定試驗,揭示了黏液菌具備一定的認(rèn)知能力。受此啟發(fā),他用電極測試了四種不同真菌的生物電活動信號,將記錄的峰值與人類神經(jīng)元信號進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)二者間具有很高的相似度。
因此,研究人員推測,真菌間可能擁有類似人類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一般的信息交流網(wǎng),并通過電信號來傳遞信息。此次試驗采用了常見的金針菇、冬蟲夏草、裂褶菌和神秘的幽靈真菌,研究者通過差分電極記錄了真菌在不同環(huán)境刺激下的菌絲中的微電流反應(yīng)。
結(jié)果令人吃驚,菌絲末梢不僅檢測到了生物電信號的波動,在不同環(huán)境刺激下,還呈現(xiàn)出了規(guī)律性的趨勢。例如,在接觸到食物時,菌絲中的電信號峰值和頻率明顯變高了。研究人員表示,這或許意味著真菌在跟同伴熱切交談食物的信息。
菌絲網(wǎng)絡(luò)上能交流什么?
研究者表示,盡管這些真菌間的生物電信號峰值經(jīng)過編碼后和人類的語言有同樣的分布特征,但還無法證明真菌生物電信號的峰值具有語言的意義,對破譯真菌交流的內(nèi)容仍停留在假設(shè)階段。
不過,利用菌絲形成的網(wǎng)絡(luò)傳遞信息,實際上并不罕見?茖W(xué)家在研究工作中,觀察到了大量植物利用地下菌絲網(wǎng)絡(luò),向鄰近植物傳遞信息的證據(jù)。這或許可以為破譯真菌間可能用菌絲網(wǎng)絡(luò)交流的內(nèi)容,提供一定參照。
在自然界,存在著一類與植物共生的土壤真菌,可以侵染植物根系形成叢枝狀的菌根。平時,植物為真菌提供生長必須的營養(yǎng)物質(zhì),而真菌利用龐大的菌絲網(wǎng)絡(luò)從地下吸收氮、磷等元素供給植物。當(dāng)危險來臨時,植物也可以通過共生的叢枝菌根真菌給另一頭的植物“打電話”,發(fā)出預(yù)警信息。
有試驗利用叢枝菌根真菌,在兩株臨近的番茄間搭起菌絲網(wǎng)絡(luò),并給其中一株番茄接種了病菌,而在另一株健康的番茄植株上,研究者同樣檢測到了與抗病相關(guān)基因的表達(dá)和抗病相關(guān)酶的活躍。
研究人員判斷,植物可能通過菌絲網(wǎng)絡(luò)傳遞了抗病的警示信息,從而導(dǎo)致健康的番茄植株做出了抗病的表達(dá)。植物會通過叢枝菌根真菌的菌絲網(wǎng)絡(luò)與周圍的植物共享環(huán)境信息,這些信息種類的豐富程度可能超出人類認(rèn)知。
植物可以感知到環(huán)境中光、水、無機(jī)鹽等營養(yǎng)物質(zhì)的信息,通過菌絲網(wǎng)絡(luò)傳遞給同類,調(diào)節(jié)植物自身和種群的生長狀況。同時,如果遭遇蟲害或食草動物的威脅,植物還會通過菌絲網(wǎng)絡(luò)將其移動信息傳遞給同類,引起鄰近植物的防御性響應(yīng)。
這些都是利用真菌的菌絲網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的功能,菌絲網(wǎng)絡(luò)不僅可以實現(xiàn)真菌間的信息交流,也可以幫助植物實現(xiàn)信息的聯(lián)網(wǎng)?梢栽O(shè)想,如果真菌真的可以上網(wǎng)對話,它們的菌絲網(wǎng)絡(luò)世界交流的信息或許比人類想象中更為豐富。
從抗擊敵人到獲取食物,菌絲網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生的故事,精彩程度或許不會亞于人類的日常生活。隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步,自然界許多的奇妙之處被一一揭開,也許有一天人類終能破譯蘑菇的語言。