Fungal contributions to ecological succession during the Cretaceous–Paleogene transition
这项研究表明,真菌在白垩纪–古近纪纪恢复过程中扮演了多方面的角色:它们通过响应撞击前火山压力而大量繁殖,通过分解与定殖的不同阶段驱动生态演替,并可能在向古近纪植被过渡的过程中同时充当病原体和互利共生者。
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把地球想象成一座巨大的、繁忙的城市,每一栋建筑、每一条街道和每一座公园都是这个庞大且相互连接的社区的一部分。在这个城市里,植物是摩天大楼和公园,动物是居民,而真菌则是隐形的清洁工、建筑工人,有时也是捣蛋鬼。通常情况下,这个社区运行得非常顺畅,但每隔一段时间,就会发生大规模的地震或陨石撞击,将一切夷为平地。当尘埃落定后,城市变成了一片废墟。这就是“生态演替”发挥作用的地方。把它想象成一个城市在灾难后如何重建自己的故事。首先,那些生命力顽强、生长迅速的杂草(比如蕨类植物)会在瓦砾中破土而出。接着,土壤得到修复,最终大型树木重新回归。科学家们早已知道,在地球历史上最重大的灾难(比如灭绝了恐龙的那次)之后,土壤中真菌孢子(微小的、肉眼看不见的种子)会突然变得极其普遍。长期以来,大家都认为这仅仅意味着真菌正在忙于吞噬所有死去的植物,就像一支加班工作的清理小组。但这个新故事表明,真菌所做的远不止是清理工作;它们是整个新世界的建筑师、医生和先驱。
罗珊娜·贝克(Rosanna Baker)及其团队撰写的这篇论文,深入研究了科罗拉多州的一层特定土壤,这一层土壤标记了恐龙灭绝的确切时刻(白垩纪-古近纪界线)。他们不仅统计了有多少真菌孢子,还观察了它们是什么样的种类、有多大,以及每克岩石中究竟有多少个。通过这种方式,他们发现“真菌激增”并非仅仅是一个单一的大事件。相反,它分成了三个截然不同的章节,就像一部拥有季前预热、季终集和重启版的电视剧。
首先,研究小组发现,在陨石撞击发生之前,真菌就已经在开派对。在大撞击发生约3万到1万年前,地球正受到大规模火山喷发的压力。在此期间,真菌孢子变得越来越小,就像某种鸟类为了飞得更快以躲避风暴而进化得更小一样。这表明当时的生态系统已经摇摇欲坠,而真菌正在适应环境以求生存,应对高温和压力。
随后,陨石撞击了。紧随其后的景象是彻底的毁灭。研究人员在撞击现场发现了真菌孢子的激增,但这里有一个转折:虽然这些孢子看起来像是要接管世界,但实际上土壤中的总量并没有那么多。这只是因为植物都死光了,所以真菌在混合物中看起来占了50%,尽管总生命量其实已经崩塌了。这些早期的真菌体型巨大、结构复杂,看起来正在大量吞食尸骸(死去的物质)。
但真正的故事始于约1000年之后。随着蕨类植物(第一批回归的植物)开始生长,真菌的数量爆发式增长。研究小组发现,孢子的数量从每克土约10万个跳升到了100多万个,然后达到了400万个。这不再仅仅是清理小组了;这是一个建筑施工队。孢子再次发生了变化,变得微小、简单且颜色深暗。作者认为,这些微小的孢子很可能在与新植物建立伙伴关系,扮演着“根系助手”的角色,帮助蕨类和早期森林从土壤中获取养分。
然而,这个圆满结局背后还有一个阴森的一面。其中一些微小的深色孢子看起来非常像现代会导致动物生病的真菌。作者指出,由于这些孢子如此之小,它们很容易进入任何幸存动物的肺部。如果幸存的恐龙拥有类似于鸟类的肺部,它们可能会特别容易受到这些真菌感染的影响。因此,虽然真菌在帮助植物生长,但它们也可能是让最后一些恐龙最终“撒手人寰”的原因。
最终,这篇论文改变了我们看待地球在恐龙灭绝后恢复过程的方式。这不仅仅是一个简单的植物回归的故事。这是一场复杂的舞蹈,其中真菌同时扮演着压力适应者、大规模分解者和互助伙伴的多重角色。作者谨慎地表示,由于这些真菌年代久远且与许多现代真菌看起来非常相似,他们无法指明确切的物种名称,但模式是清晰的:真菌是那些帮助地球愈合的无名英雄(或许也是一些反派),它们将一个死寂的世界重新变成了绿色。他们发现,在古科罗拉多州的丹佛盆地,世界在一段时间内本质上是一个“真菌世界”,每克土中有数百万个孢子,为后来接管这里的哺乳动物和森林铺平了道路。
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