蘑菇孢子可能有助于为森林带来雨水

当下雨时,它会产生孢子
Dohduhdah [https://bit.ly/1iisQbG],来源:Wikimedia Commons

真菌孢子无处不在。甚至此刻,当你阅读这篇文章时,很可能就有孢子在你头顶飘荡、飞舞。每年有数百万吨的孢子散布到大气中。有些孢子,比如霉菌的孢子,吸入后可能有害,但大多数是无害的。

真菌在几乎所有环境中都对营养物质的循环至关重要,但事实证明,它们在空气中随意翻滚的大量孢子也可能是有益的。最近的证据表明,蘑菇释放到空气中的孢子可以作为云中雨滴形成的核。这可能会促进孢子数量众多的生态系统(如热带地区)的降雨。

孢子是蘑菇繁殖的方式。(蘑菇本身实际上是性结构,但这又是另一回事。)它们是单细胞颗粒,就像种子一样,会被散播出去,最终发育成新的真菌生物。

俄亥俄州牛津市迈阿密大学的生态学家 Nik Money 和 Maribeth Hassett 以及圣约瑟夫大学的 Mark Fischer 在研究孢子如何吸附水滴时,发现了孢子可能有助于局部天气。

Dan Molter (shroomydan) 在 Mushroom Observer [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)],来源:Wikimedia Commons

在担子菌门(一个巨大的真菌类群,约有30,000个已描述的物种,包括蘑菇)中,“布勒氏滴”法是一种常见的孢子散播方式。这种方法以“真菌学爱因斯坦” A.H.R. Buller 的名字命名,其原理是通过一种弹射机制,利用水滴作为配重来发射孢子。

它的工作原理是这样的:在蘑菇菌盖下方排列的菌褶或菌孔中,有数十亿个微小的孢子坐落在微小的茎上,等待时机。空气中的水蒸气会在孢子表面凝结。一滴水在孢子底部形成一个小球并等待。随着越来越多的水在孢子上凝结,水会沿着孢子表面滑落,并聚集在底部的那个水滴上。最终,水滴变得足够大,突然从孢子上脱落。质量的突然位移非常大,以至于孢子以大约每秒3英尺的速度被弹射到空中。

在从俄亥俄州野外采集的各种蘑菇物种中收集了孢子后,研究人员将孢子放入一个可以控制相对湿度的腔室中。当他们提高空气中的水分含量时,他们通过环境扫描电子显微镜观察到孢子如何收集水滴。他们发现,孢子表面的糖分会吸引并保持周围环境中的水分。

生态学家指出,当相对湿度达到100%或更高时,“液态水会在整个孢子周围形成一层薄壳。”随着湿度的增加,它们收集的水越来越多。尼克·莫尼说,虽然孢子不需要移动就能形成水滴,“但在云中移动会增加碰撞的机会,这对形成更大的水滴至关重要。”这就像一个滚雪球(或者对于熟悉的人来说,就像那个恰当命名的视频游戏《Spore》)。莫尼说,“热带雨林是这种机制运作的理想场所”,因为那里有低空的云层以及温暖湿润的空气,但“美国那些拥有大量蘑菇的森林也可能受益于这种反馈机制”。

一朵有菌褶的蘑菇每秒可以射出多达30,000个孢子,每天累积起来可达数十亿个孢子。根据气流,它们可以被带到大气中高达50英里的高度,并漂浮数月。“甚至有真菌孢子飘越大西洋的案例,”莫尼说。有了如此大量的孢子产生,不难看出为什么数百万吨的这些微小的翻滚球体可以在云中收集足够的水来引发降雨。正如俄亥俄州的生态学家在他们的研究中所指出的,“形成蘑菇的担子菌对于许多依赖大量降雨的森林生态系统的生产力至关重要。”他们认为蘑菇的造雨能力并不是一种有意识的适应,而仅仅是碰巧对它们有利的幸运巧合,因为蘑菇在潮湿的环境中生长旺盛。

然而,它产生的正反馈循环确实还有其他影响。正如需要降雨来生长的真菌释放大量促进降雨的孢子一样,降雨的减少可能导致真菌数量减少,从而散播更少的孢子——因此无助于降雨。如果气候变化导致降雨减少,这个迄今为止隐藏的系统可能会崩溃,可能会加剧干旱。

更新于2015年10月30日:本文已更新,增加了研究作者的引述。

 

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