文章來源：原理
當說起真菌時，你會想到什麼？是一堆胖乎乎的棕色蘑菇，還是一些個頭大大的、戴著紅色帽子的蘑菇……當腦海中出現這樣的畫面時，你想到的其實是真菌的生殖器——通常美味、外形獨特的部分。
真菌是一種迷人的生物，它們既不是植物也不是動物，擁有自己獨特的生物王國。據估計，這個王國大約由200萬到600萬種物種組成。盡管看起來它們與我們很不一樣，但有一點是一樣的，那就是真菌也需要在它們生活的環境中尋找食物和解決問題。
真菌的主體實際上是菌絲體，它是巨大的相互交織的網絡，由非常細的菌絲組成。菌絲有點像植物的根，它們隨著真菌的生長移動，並為了尋找營養物質，積極地探索周圍的環境。菌絲非常細，具體來說，人的頭發的粗細大約為50微米，而真菌菌絲的粗細通常只有2~3微米。
真菌對自然界中的營養循環來說是至關重要的，它們會分解和回收利用環境中的那些已經死的生物量，為約90%的陸地植物的根提供了水分和營養；它們同時也可能帶來煩惱，比如在人類、動物和植物中引發疾病，對大量的農業產品造成破壞。
然而，由於真菌通常生長在土壤、木材，或其他動植物組織中，這些環境都是我們無法看到的地方，因此一直以來科學家對菌絲在自然環境中的行為知之甚少，他們不知道真菌是否有能力感覺到附近有食物，也無從知道它們是否會使用什麼策略來尋找食物。
最近，在一項新研究中，生物學家通過制造和設計出一些微型的「土壤芯片」，對菌絲的生長、覓食行為以及菌絲探索空間的方式進行了調查。在實驗中，他們觀察了7種不同的真菌菌絲進行了研究，觀察到了它們是如何在空間中生長的。
這次，研究人員制造了一種透明的由微型通道構成的微流控芯片系統，芯片上所設計的結構能模擬真菌在土壤中生長時所面臨的情況，比如一些菌絲在生長時需通過的狹窄通道、急轉彎，以及迷宮一般的障礙。
研究人員在芯片中設計了這樣幾種障礙，一些寬度介於4~20微米寬的通道對應於真菌菌絲在土壤中通過的狹窄通道；一些突然的開口設計是在模擬土壤中存在的一些較大的孔隙；一些拐角設計是為了檢查菌絲「掉轉頭」向自身生長的「意願」。除了單個檢查，研究人員還將這些不同的挑戰放在一起，試圖檢查菌絲是否能完成一長串的混合障礙挑戰。
在芯片制備完成後，研究人員要做的就是等待真菌在芯片中生長。這是一個令人興奮的過程，在顯微鏡下，他們觀察到這些真菌日複一日地穿過芯片，越過他們設置的障礙。
在植物生態學中，克隆植物的根要麼長得長而疏（遊擊生長型），要麼短而密（密集生長型）。然而研究人員驚訝地發現，這種二分法對真菌並不適用，對真菌來說，還需要更多的分類。
研究人員根據真菌的不同的生長策略，給這些真菌根取了不同的昵稱，比如「馬拉松運動員」形容的是那些有著密集生長，但卻很長很直，不需要對周圍環境進行探索的菌絲的物種；「蛇」是那些生長緩慢，但能持續數月地蜿蜒繞過複雜的彎道拐角的物種；還有那些會大量產生分支，占據著幾乎所有的自由空間，能以不可思議的力量突破了芯片的堅固部分的「僵屍」。
研究人員認為，這些不同的策略可能是進化導致的結果。比如密集生長策略使真菌可以分解需要大量濃縮酶才能獲取的複雜食物，而向深遠處探索的策略則有助於真菌更快地找到散落在遠處的存在時間較短暫的食物。
他們還發現，某些情況下真菌很難生存，比如反複的急轉彎會導致一些菌絲被困在角落裏，還有一些會在繞著圓形障礙物後失去方向。
研究人員對那些阻礙了真菌生長的障礙特別感興趣。這是因為土壤是地球上最大的陸地碳庫，土壤中的碳循環發生微小變化，都可能會導致大氣中的CO₂水平出現巨大差異。了解土壤結構如何影響真菌生長，可能會讓我們了解如何優化土壤以固碳——幫助我們在地下儲存更多CO₂。
研究人員希望這種土壤芯片可以繼續被用來監視真菌的秘密生活。他們的研究只觀察了七種不同的能分解垃圾的真菌，所以還有足夠的空間來作出新的發現。他們希望通過揭示地下真菌在覓食和生長時的行為，了解它們對地面的生態系統會造成什麼影響，從而有可能從中獲取能幫助我們應對氣候變化的信息。
#創作團隊：
編譯：糖獸
#參考來源：
https：//theconversation.com/the-secret-life-of-fungi-how-they-use-ingenious-strategies-to-forage-underground-156610
https：//www.nature.com/articles/s41396-020-00886-7
https：//naturemicrobiologycommunity.nature.com/posts/looking-into-the-secret-lives-of-fungi
#圖片來源：
封面圖：Edith Hammer et。
al。
