做真菌交流 3 17 亞歷山大_沃爾科夫/Shutterstock

地球上幾乎所有的生物都以一種或另一種方式相互交流,從動物的點頭、跳舞、吱吱聲和吼叫,到植物葉子和根部發出的無形化學信號。 但是真菌呢? 蘑菇是否像它們看起來那樣無生命——還是在表面之下發生了更令人興奮的事情?

新的研究 由計算機科學家 安德魯·阿達馬茨基 西英格蘭大學非常規計算實驗室的研究人員表示,這個古老的王國擁有自己的電子“語言”——比以前任何人想像的要復雜得多。 根據這項研究,真菌甚至可能使用“詞”形成“句子”來與鄰居交流。

幾乎所有多細胞動物內部和之間的交流都涉及高度特化的細胞,稱為神經(或神經元)。 它們通過稱為神經系統的連接網絡將信息從有機體的一個部分傳輸到另一個部分。 神經系統的“語言”包括獨特的電勢尖峰模式(也稱為脈衝),這有助於生物檢測環境中發生的事情並對其做出快速反應。

儘管缺乏神經系統,但真菌似乎使用電脈衝通過稱為菌絲的線狀細絲傳遞信息。 這些細絲形成一個稱為菌絲體的薄網,將土壤中的真菌菌落連接起來。 這些網絡與動物的神經系統非常相似。 通過測量脈衝的頻率和強度,有可能解開和理解用於在生命王國的生物內部和生物之間進行交流的語言。

Adamatzky 使用微小的電極記錄了通過四種不同真菌菌絲體傳輸的有節奏的電脈衝。


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他發現脈衝隨幅度、頻率和持續時間而變化。 通過將這些脈衝的模式與更通常與人類語言相關的模式進行數學比較,Adamatzky 建議它們構成了真菌語言的基礎,該語言由多達 50 個單詞組成的句子組成。 不同種類真菌使用的語言的複雜性似乎有所不同,裂鰓真菌(裂葉藻) 使用測試中最複雜的詞典。

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裂鰓真菌在腐爛的木材中很常見,據報導有超過 28,000 種性別。 伯納德·斯普拉格/維基百科

這增加了真菌有自己的電子語言的可能性,可以在它們之間甚至與更遠的連接夥伴之間共享有關附近食物和其他資源或潛在危險和損害來源的特定信息。

地下通信網絡

這不是真菌菌絲體傳遞信息的第一個證據。

菌根真菌——幾乎看不見的線狀真菌,與植物根部形成密切的伙伴關係——在土壤中具有連接鄰近植物的廣泛網絡。 通過這些關聯,植物通常可以從土壤中最微小的孔隙中獲取真菌提供的養分和水分。 這極大地擴大了植物可以從中獲取營養的區域,並提高了它們對乾旱的耐受性。 作為回報,植物將糖和脂肪酸轉移給真菌,這意味著兩者都受益於這種關係。

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菌根真菌的菌絲體能夠與植物產生共生關係。 KYTan/Shutterstock

使用植物的實驗 僅由菌根真菌連接的研究表明,當網絡中的一株植物受到昆蟲攻擊時,鄰近植物的防禦反應也會激活。 似乎警告信號是通過真菌網絡傳播的。

其他研究表明,植物不僅可以通過這些真菌線傳遞信息。 在一些研究中,似乎植物,包括樹木,可以將糖等碳基化合物轉移給鄰居。 這些通過真菌菌絲體將碳從一種植物轉移到另一種植物可能特別有助於支持幼苗的生長。 當這些幼苗被其他植物遮蔽並因此限制其光合作用和為自己固定碳的能力時,情況尤其如此。

不過,這些地下信號的確切傳輸方式仍然存在爭議。 真菌連接有可能在菌絲內將化學信號從一種植物傳遞到另一種植物,這與新研究中的電信號傳輸方式類似。 但也有可能信號溶解在一個 水膜 通過表面張力固定並在網絡上移動。 或者,可能涉及其他微生物。 真菌菌絲內及周圍的細菌 可能會改變 他們的社區組成 或響應變化的根或真菌化學而起作用,並在鄰近的真菌和植物中引起反應。

新研究顯示直接沿著真菌菌絲傳遞類似語言的電脈衝,為真菌菌絲體如何傳遞信息提供了新線索。

蘑菇辯論?

儘管將真菌菌絲體中的電尖峰解釋為一種語言很有吸引力,但仍有其他方法可以查看新發現。

電脈衝的節奏與 營養物質如何沿著真菌菌絲流動,因此可能反映了與交流沒有直接關係的真菌細胞內的過程。 當有機體探索其周圍的營養物質時,營養物質和電力的有節奏的脈衝可能會揭示真菌的生長模式。

當然,仍有可能電信號根本不代表任何形式的通信。 相反,通過電極的帶電菌絲尖端可能會產生研究中觀察到的活動峰值。

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 他們到底在說什麼? 凱蒂場, 作者提供

在我們可以確定地說明本研究中檢測到的電脈衝的含義之前,顯然需要進行更多的研究。 我們可以從研究中得到的是,電尖峰可能是一種跨真菌菌絲體傳遞信息的新機制,對我們理解真菌在生態系統中的作用和意義具有重要意義。

這些結果可能代表了對真菌智能甚至意識的第一次洞察。 這是一個非常大的“可能”,但根據所涉及的定義,這種可能性仍然存在,儘管它似乎存在於人類不易察覺的時間尺度、頻率和幅度上。談話

關於作者

凱蒂場, 植物-土壤過程教授, 謝菲爾德大學

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