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生存战场的选择(五) “吃真菌”的林中怪客——菌异养植物

2022-05-05秋西

科学Fans 2022年4期
关键词:环菌异养菌根

秋西

众所周知,植物通常是通过光合作用制造养分来养活自己。然而,植物界有一些“异类”却没有绿叶,天生缺乏叶绿体和进行光合作用的能力,而是以“吃真菌”的方式在阴暗潮湿的角落里存活着,它们就是传说中的“腐生植物”。

“腐生植物”到底是啥?

在过去,人们以为这一类缺乏叶绿素、无法进行光合作用的植物会像真菌一样,能够直接分解环境中的有机物以获取养分,便将其称为“腐生植物”。但随着近些年科学家的研究发现,它们真正的名字应该是“菌异养植物(Myco-heterotrophy plants)”。这类植物为满足自身营养物质的需求,会选择适合的目标真菌形成菌根结构,将自身的生存与真菌绑定,形成一种共生关系。

首先,为了获得土壤中那些难以分解的枯枝落叶中的营养,真菌会与周围的自养植物(能进行光合作用的植物)形成共生关系,真菌会释放有机酸等物质来分解枯枝落叶中的有机物,而植物的根系也会回馈光合作用制造的特定养料。就这样,真菌和菌根在地下蔓延,将地下的多种植物相互链接,形成复杂的共生菌根网络。而我们的主角——菌异养植物,就会“狡猾”地伪装成自养植物的一员,将自己的菌根悄悄链接入这个巨大的共生菌根网络,蹭来各种养料维系自己的生存和繁衍,形成一种奇妙而稳定的“三重共生关系”。

菌异养植物知多少?

据科学家统计,全世界已知的各类菌异养植物达400多种。因为缺乏叶绿素,菌异养植物的色彩更加丰富,主要分布在热带和亚热带的森林中。而我国发现的菌异养植物约70种,主要分布在兰科、杜鹃花科、水玉簪科、白玉簪科、霉草科等6个植物家族(科)。

名貴药材——天麻

天麻(Gastrodia elata)作为一种名贵的药材,在中国人的食谱里已经有数千年的历史。在民间流传着“天麻会走,种下就没有”的说法,也印证了天麻喜欢“隐居”地下的习性。

天麻是兰科家族典型的菌异养植物。它没有叶片和叶绿素,无法通过光合作用“养活”自己。为了“养家糊口”,天麻和一种叫蜜环菌(Armillaria mellea)的蘑菇达成了友好互助关系。蜜环菌常常生长在草木或腐木枯叶上,通过分解木材中的木质素、纤维素等来获取营养。当蜜环菌遇到天麻时,会生出菌丝缠上天麻的块茎,进而深入到表皮层细胞中,分解天麻体内的物质作为自己的养料。与此同时,天麻也会靠消化包裹着自身的菌丝来获取养分。随着菌丝的不断深入,天麻也会不断成长,待天麻生长发育完全之后,便会在地上开花结果,传宗接代。就这样,隐身于黑暗中的天麻在蜜环菌的帮助下也不愁吃喝。

“冥界之花”——水晶兰

被人们称为“冥界之花”的水晶兰(Monotropa uniflora),通体晶莹洁白,却生长在的密林里充满腐殖质的土壤中。它是货真价实的植物,却没有一丝绿色。虽然经常在各种武侠小说中以“死亡之花”的身份出现,可它并没有什么神奇的魔力,更不会伤人性命。

作为一种形如水晶、貌似兰花的菌异养植物,水晶兰通体蜡白色,没有叶绿素,不能进行光合作用,生存的营养物质全靠“借”。它通过真菌间接获得其他植物光合作用的产物,来满足自身的营养需求。

此外,水晶兰还有几位“近亲”,比如球果假水晶兰(Monotropastrum humile)和松下兰(Monotropa hypopitys),也是通过“寄生”真菌来“糊口”的菌异养植物。

“霉气”十足——霉草

霉草并不是一种会让人倒霉的草,也不是发了霉的草,而是一种菌异养植物。全世界共有霉草属植物50余种,广泛分布于热带和亚热带地区,在我国仅分布有3种,主要集中在台湾和海南。由于霉草生性低调,没有花香,大概只有半个手指头高,喜欢潮湿阴暗的环境,再加上总是藏在落叶之间,颜色也和周围植物混为一体,很容易被人们忽略。不过,霉草虽小,却“五脏俱全”。它的花朵不但结构复杂,还专门生有须状的髯毛,用来吸引传粉者。同时,和其他菌异养植物一样,霉草的根部也缠绕着菌丝,拥有与其他菌异养植物相同的生存方式。霉草也会将缠绕在根部的菌丝作为“通道”,从附近的树木中获取营养物质,以此来养活自己。

相比于其他的绿色植物,菌异养植物虽然过着“暗无天日”的生活,但却乐在其中。因为它们不需要阳光,在腐殖质较多、真菌容易繁衍的潮湿角落,也可以通过“蚕食”真菌这种巧妙而略显狡诈的“寄生”和“避强”策略,在物竞天择的大自然中占据一席之地,活得逍遥自在。

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