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《大學永續USR x SDGs週報》-生態系統的隱藏英雄 - 真菌類




大力強調真菌在維持地球上複雜的生命平衡方面的重要性也不為過。這些非凡的生物存在於各種不同的環境中,它們是維持我們生態系統健康與和諧的關鍵。從分解有機物到與植物形成共生關係、再到固碳,真菌發揮著無數的基本功能,支撐著我們星球上生命的基礎。事實上,隨著真菌學家不斷發現更多關於真菌非凡的生化影響,越來越多的證據支持真菌學家保羅 · 斯塔梅茨的觀察:「菌絲體是自然的神經網絡」。

● 分解和養分循環

真菌是自然界的終極回收者,分解複雜的有機物並將重要的養分返回土壤。通過分泌強大的酶,它們可以有效分解死亡的植物和動物材料,加速自然腐爛過程。透過這種分解過程,真菌在營養循環中發揮著至關重要的作用,確保其他生物體獲得碳、氮和磷等必需元素。 如果沒有真菌,這些重要的營養物質將被鎖在死亡物質中,限制它們的可用性並阻礙生態系統中其他生物體的生長。此外,作為分解者,腐生真菌通過有效地清除景觀中的屍體和腐肉,幫助減少哺乳動物種群的疾病發生率,同時它們對倒下的樹木、樹枝和樹葉的解構也將垂死的物質保持在最低限度。

● 共生關係

真菌與其他生物體建立的交互作用,形成互利的關係,稱為共生。

最引人注目的例子之一是菌根共生關係,其中真菌與植物根部建立了複雜的網絡,作為交換植物通過光合作用產生的碳水化合物的條件,真菌增強了植物從土壤中吸收水分和養分的能力。據估計,這種共生關係對於90%以上的植物種至關重要,使其能夠在全球各種生態系統中生存、生長和擁有恢復能力。事實上,這些真菌網絡可以連接不同植物物種的根部,進一步發展自然的相互依存關係,並大大增強土壤微生物組的多樣性。當以這種方式連接時,這些網絡被稱為:共同菌根網絡(CMN),這對於植物系統的恢復力至關重要,因為它們促進了整個植物種群落共享和重新配置水和養分能力。

此外,內生真菌駐留在植物組織內不會造成傷害,反而提供許多好處,例如增強對疾病和害蟲的抵抗力。這些隱藏的盟友有助於植物種群的整體健康和恢復力,在維持生態系統的穩定性和生物多樣性方面發揮著至關重要的作用。

在 Di Lelio 及其同事最近的研究中,找到一個特別突出的例子,他們發現某些番茄植株對害蟲的抗性是由共生土壤真菌 - 木黴(afroharzianum)所引起的,它改變了昆蟲的腸道微生物組。從本質上講,這種真菌影響了濱海斜紋夜蛾幼蟲的生存,大大減少了被捕食和作物破壞的發生率。值得注意的是,對於再生農業來說,更了解這些無數共生例子所帶來的好處,將有助於我們隨著時間的推移,消除在食物鏈中所使用的人工化學物質。


● 生態平衡與保育

真菌通過與其他生物體(包括細菌、植物和動物)相互作用,充當生態平衡的調節者,透過作為食物來源或產生吸引或排斥昆蟲的化合物,來影響包括昆蟲在內的各種物種的種群動態,這些高度多樣化的化合物也以越來越有趣的方式成為人類援助的主要來源。真菌在藥理學中的應用,例如抗生素,每年可以挽救數百萬人的生命,而「真菌衍生的皮革替代品」作為替代性、合乎道德的紡織品正在逐漸普及。

此外,某些真菌與螞蟻和白蟻等昆蟲具有共生關係,有助於營養循環和植物材料的分解。事實上,對於某些昆蟲物種來說,真菌已經成為其生命必需品。所謂的「真菌生長」白蟻的消化系統中缺乏分解植物纖維素的酶,因此,真菌種植者會積極在其菌落中培養真菌,讓這些真菌從外部消化纖維素,從而將以前無法獲得的營養物質釋放給白蟻。

真菌所提供的生態服務,超出了它們直接的相互作用。

真菌有助於土壤的形成,促進其結構和肥沃力。它們有助於控制土壤侵蝕、保持水分並增強土壤固碳能力,使碳封存能力達到年二氧化碳排放量的36%。它們還具有分解污染物和毒素的能力,有助於解毒被污染的環境。當我們開始恢復地球時,清除包括塑料在內的有毒物質對於將生態系統從人類破壞的影響中解放出來至關重要,隨著我們對真菌的了解越來越多,它們在這方面提供幫助的潛力變得更加明顯。

保護真菌多樣性至關重要,因為它直接影響生態系統的健康和功能。不幸的是,棲息地破壞、污染、氣候變化和入侵物種對全世界的真菌種群構成了重大威脅,認識真菌的價值並實施保護其棲息地的保護策略對於維持地球生態系統的微妙平衡至關重要。

● 結論

Paul Stamets 的 Netflix 節目《神奇真菌》的標題對這個非凡王國的描述相當洽當。它們分解有機物、形成共生關係、調節生態平衡和促進養分循環的能力凸顯了它們在生命網絡中不可或缺的地位。了解和認識真菌的重要作用對於促進可持續實踐、保護生物多樣性以及確保子孫後代生態系統的健康和恢復力至關重要。通過承認我們腳下隱藏的英雄,我們可以加深對所有生物體相互聯繫的認識,並努力與自然更加和諧共處。


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