做真菌交流 3 17 亚历山大_沃尔科夫/Shutterstock

地球上几乎所有的生物都以一种或另一种方式相互交流,从动物的点头、跳舞、吱吱声和吼叫,到植物叶子和根部发出的无形化学信号。 但是真菌呢? 蘑菇是否像它们看起来那样无生命——还是在表面之下发生了更令人兴奋的事情?

新的研究 由计算机科学家 安德鲁·阿达玛斯基(Andrew Adamatzky) 西英格兰大学非常规计算实验室的研究人员表示,这个古老的王国拥有自己的电子“语言”——比以前任何人想象的要复杂得多。 根据这项研究,真菌甚至可能使用“词”形成“句子”来与邻居交流。

几乎所有多细胞动物内部和之间的交流都涉及高度特化的细胞,称为神经(或神经元)。 它们通过称为神经系统的连接网络将信息从有机体的一个部分传输到另一个部分。 神经系统的“语言”包括独特的电势尖峰模式(也称为脉冲),这有助于生物检测环境中发生的事情并对其做出快速反应。

尽管缺乏神经系统,但真菌似乎使用电脉冲通过称为菌丝的线状细丝传递信息。 这些细丝形成一个称为菌丝体的薄网,将土壤中的真菌菌落连接起来。 这些网络与动物的神经系统非常相似。 通过测量脉冲的频率和强度,有可能解开和理解用于在生命王国的生物内部和生物之间进行交流的语言。

Adamatzky 使用微小的电极记录了通过四种不同真菌菌丝体传输的有节奏的电脉冲。


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他发现脉冲随幅度、频率和持续时间而变化。 通过将这些脉冲的模式与更通常与人类语言相关的模式进行数学比较,Adamatzky 建议它们构成了真菌语言的基础,该语言由多达 50 个单词组成的句子组成。 不同种类真菌使用的语言的复杂性似乎有所不同,裂鳃真菌(裂褶菌) 使用测试中最复杂的词典。

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裂鳃真菌在腐烂的木材中很常见,据报道有超过 28,000 种性别。 伯纳德·斯普拉格/维基百科

这增加了真菌有自己的电子语言的可能性,可以在它们之间甚至与更远的连接伙伴之间共享有关附近食物和其他资源或潜在危险和损害来源的特定信息。

地下通信网络

这不是真菌菌丝体传递信息的第一个证据。

菌根真菌——几乎看不见的线状真菌,与植物根部形成密切的伙伴关系——在土壤中具有连接邻近植物的广泛网络。 通过这些关联,植物通常可以从土壤中最微小的孔隙中获取真菌提供的养分和水分。 这极大地扩大了植物可以从中获取营养的区域,并提高了它们对干旱的耐受性。 作为回报,植物将糖和脂肪酸转移给真菌,这意味着两者都受益于这种关系。

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菌根真菌的菌丝体能够与植物产生共生关系。 KYTan/Shutterstock

使用植物的实验 仅由菌根真菌连接的研究表明,当网络中的一株植物受到昆虫攻击时,邻近植物的防御反应也会激活。 似乎警告信号是通过真菌网络传播的。

其他研究表明,植物不仅可以通过这些真菌线传递信息。 在一些研究中,看来植物,包括树木,可以将糖等碳基化合物转移给邻居。 这些通过真菌菌丝体将碳从一种植物转移到另一种植物可能特别有助于支持幼苗的生长。 当这些幼苗被其他植物遮蔽并因此限制其光合作用和为自己固定碳的能力时,情况尤其如此。

不过,这些地下信号的确切传输方式仍然存在争议。 真菌连接有可能在菌丝本身内将化学信号从一种植物传递到另一种植物,这与新研究中的电信号传输方式类似。 但也有可能信号溶解在一个 水膜 通过表面张力固定并在网络上移动。 或者,可能涉及其他微生物。 真菌菌丝内及周围的细菌 可能会改变 他们的社区组成 或响应变化的根或真菌化学而起作用,并在邻近的真菌和植物中引起反应。

新研究显示直接沿着真菌菌丝传递类似语言的电脉冲,为真菌菌丝体如何传递信息提供了新线索。

蘑菇辩论?

尽管将真菌菌丝体中的电尖峰解释为一种语言很有吸引力,但仍有其他方法可以查看新发现。

电脉冲的节奏与 营养物质如何沿着真菌菌丝流动,因此可能反映了与交流没有直接关系的真菌细胞内的过程。 当有机体探索其周围的营养物质时,营养物质和电力的有节奏的脉冲可能会揭示真菌的生长模式。

当然,仍有可能电信号根本不代表任何形式的通信。 相反,通过电极的带电菌丝尖端可能会产生研究中观察到的活动峰值。

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 他们到底在说什么? 凯蒂菲尔德, 作者提供

在我们可以确定地说明本研究中检测到的电脉冲的含义之前,显然需要进行更多的研究。 我们可以从这项研究中了解到,电尖峰可能是一种通过真菌菌丝体传递信息的新机制,对我们理解真菌在生态系统中的作用和意义具有重要意义。

这些结果可能代表了对真菌智能甚至意识的第一次洞察。 这是一个非常大的“可能”,但根据所涉及的定义,这种可能性仍然存在,尽管它似乎存在于人类不易察觉的时间尺度、频率和幅度上。谈话

关于作者

凯蒂菲尔德, 植物-土壤过程教授, 谢菲尔德大学

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