#真菌的传播本领# 黄满荣 张谦作者单位:北京自然博物馆
真菌遍布世界各地,它们扩张地盘时采取的方法非常有特色。生活在水中的杆孢菌可以随波漂流;大气中约有5 000 万吨的真菌孢子飘浮着,进行着或远或近的旅行;栗疫菌的分生孢子外面有一层黏液,很容易粘在鸟或其他动物身上被带往别处;生长在山洞等黑暗环境中的真菌会依靠荧光来引诱动物帮助传播孢子……
初识真菌
真菌不是植物也不是动物,而是与动物界、植物界等并列的重要类群。大家熟知的各种蘑菇,用于生产面包和啤酒的酵母,以及各种霉菌等都是真菌。真菌与植物有许多共同点,比如它们都不能像动物那样自由移动,因此真菌的传播和扩散也面临着与植物相似的问题,它们也有相似的“应对之策”。
孢子是真菌传播或应对恶劣环境的生殖单元。有些真菌在生长条件良好的情况下只进行营养体的扩张,只有当环境发生改变特别是变得恶劣时才会产生孢子。孢子的功能类似于植物的种子,但孢子和种子有明显区别。种子内部含有胚,是由多细胞组成的具有复杂结构的生殖器官,含有大量营养物质;而孢子是单细胞结构,携带的营养有限,因而个头远远小于种子。另外,真菌产生的孢子(不管是有性还是无性)毫无例外全是单倍体。除了真菌以外,还有许多生物也通过孢子进行繁殖,如藻类、苔藓、蕨类和原生生物等等。
多种多样的孢子传播途径
就像椰子利用水流传播种子一样,有些真菌也能利用水流传播孢子。杆孢菌(Brachiosphaeratropicalis)生活在水中,其孢子有各种附属结构,有利于孢子附着在树叶或者木头上“搭便车”,一起随波漂流。壶菌(Chytridium)和异水霉(Allomyces)等的孢子生有鞭毛,可以在水中自主游动。但是,这种主动行为会消耗大量能量,因此这类孢子扩散的距离相对较短。
我们知道,所有真菌的孢子都很小,质量也很轻,因此非常适合利用风来传播。据估计,每年大约有5 000万吨的真菌孢子飘浮在大气圈中,进行着或远或近的旅行。其中,热带雨林上空的孢子数尤其多,甚至有人认为这些孢子扮演了凝结核的角色,在云的形成及降水过程中发挥着关键作用。
对于生长在树干高处的真菌来说,风的传播作用巨大。我国的板栗树上寄生着一种栗疫菌(Cryphonectria parasitic ),经过长期演化过程中的对抗和妥协,栗疫菌与寄主基本上做到了和平共处、相安无事。但是在19世纪末,栗疫菌传入美洲,那里的美洲栗树对由它引起的栗疫病毫无抵抗力,因此纷纷死亡。北美大陆原有约5 500万亩高大挺拔的美洲栗,短短40年的时间里,就被栗疫菌全部摧毁,从此在野外销声匿迹。造成美洲栗野外灭绝悲剧的主要原因有两个:一个是栗疫菌强大的毒性,另一个就是高效的风力传播方式。
依靠动物传播孢子,也是真菌的本领之一。除了风力外,鸟和昆虫无意间也成了散播栗疫菌的“帮手”。原来,栗疫菌的分生孢子外面有一层黏液,很容易粘在路过的鸟或其他动物身上被带往别处。这种套路看起来是不是很熟悉?没错,有些植物的种子或果实外面也有黏性物质,也可以通过类似的方法进行传播。
如果说栗疫菌的孢子是被带走的,那么,另外一些真菌则反其道而行之,主动吸引动物来帮它们传播孢子。它们吸引动物的手段之一是提供食物,其中最有名的是被称为“块菌”的子囊菌。“块菌”又名“松露”,目前已知有80余种,其中一些种类口味极佳。它们大都是菌根菌,与高等植物存在密切的共生关系。
与我们熟知的蘑菇不同,块菌的子实体似球形,但不规则。它们埋藏于地下,因此无法依靠风来传播孢子,当然也无法黏附在动物身上被带走。难道它们就此心甘情愿待在原地吗?非也!块菌的子实体成熟后能散发出浓郁的气味,熊和野猪等喜欢食用块菌的动物会循着气味前来寻觅和挖掘,大快朵颐之后顺便就把块菌的孢子带走了。但并非所有的动物都可以闻到块菌的气味,我们人类对此就极不敏感。因此,我们是无法凭借自己的鼻子发现它们。
生长在山洞等黑暗环境中的真菌会依靠荧光吸引动物来帮助其传播孢子。目前已知的能产生荧光的真菌超过70种,其中只有一种是子囊菌,其余都是担子菌。真菌产生的荧光都是绿色的,其发光强度与孢子的萌发时期有关,通常是在孢子成熟期强度最高,能吸引苍蝇、黄蜂、蚂蚁和甲虫等可以感知绿光的昆虫。而且这些真菌的孢子均有黏性,更容易被到访昆虫带走。
昆虫为什么会被荧光吸引呢?目前尚未有定论。据猜测,这可能与昆虫的求偶行为有关。需要说明的是,很多真菌的荧光并不是子实体发出的,因此吸引昆虫或许只是荧光的某种“副作用”,真正的作用尚未可知,需要更深入地研究。
水玉霉的独特传播技能
接合菌门中的水玉霉(Pilobolus),就很容易在牛、羊等大型草食动物的新鲜粪便里生长。与其他接合菌一样,水玉霉的结构很简单,但有一种非常独特的孢子释放和传播方式。水玉霉的生活史周期始于其黑色的孢子囊,草食动物吃到粘有水玉霉孢子囊的植物叶片后,孢子囊也一起进入其消化道,被动物带往他处,后随粪便排出体外。在条件合适的情况下水玉霉孢子萌发,从而开辟了新的生境。孢子在动物消化道中的旅程十分安全,这段经历甚至还有助于其随后的萌发。
乍看起来,上述过程平淡无奇——许多植物也是这样完成种子传播的。但是别急,水玉霉的生活史周期至此才完成一半,其与众不同之处也刚刚开始。水玉霉的孢子萌发后,菌丝很快在粪便内延伸、分枝,大约三四天后便可在粪便表面形成一片致密的菌毛。如果我们用显微镜或者放大镜观察,会发现它们很像一片矮小的森林,这片“森林”中的“树木”就是水玉霉长度不超过1厘米的孢子梗。这些孢子梗造型奇特,几乎通体透明,由三个部分组成:最下部很像长玻璃管,没有分枝;中间部分膨大,形似煤油灯罩;头上顶着第三部分,即黑色的孢子囊,内含3万~9万个孢子。
除了弹射距离远以外,水玉霉还有一项独特的“技能”——可以控制孢子囊的弹射方向。原来,中间的那个“灯罩”另有玄机。它有点像我们的眼球,能将光线汇聚到“视网膜”上。水玉霉的“视网膜”位于“灯罩”的下半部分,是一圈加厚的含有橙色色素的细胞质。如果“灯罩”汇聚过来的光均匀地分布在“视网膜”上,那么孢子梗便直立向上生长;反之,孢子梗的上半部分便会像向日葵那样,朝着光源的方向倾斜,直到“视网膜”均匀地接收到光照为止。因此,孢子囊被抛射出去时,会朝光源的方向飞行,这样孢子通常不会落回原处,毕竟这里已经不那么适合生长了。
水玉霉令人称奇之处远不止以上这些。事实上,“灯罩”内部的液体中除了无机盐和糖分外,还含有一些黏性物质。在分隔裂开的一瞬间,这些黏性物质会伴随着孢子囊一起被抛出,有助于后者黏附在其他物体上。
真菌多种多样的孢子传播机制帮助它们成功地扩散到了世界的各个角落,并成为各个生态系统中的重要成员。
图1,昆虫可以传播真菌孢子
图2,块菌的子实体成熟后能散发出浓郁的气味,吸引动物前来取食并
带走孢子-刘培贵供图
图3-4,一种荧光真菌,在黑暗环境中发出绿色荧光-林庚申供图
图5,酵母菌-王启明供图
图6,水玉霉-刘小勇供图
真菌遍布世界各地,它们扩张地盘时采取的方法非常有特色。生活在水中的杆孢菌可以随波漂流;大气中约有5 000 万吨的真菌孢子飘浮着,进行着或远或近的旅行;栗疫菌的分生孢子外面有一层黏液,很容易粘在鸟或其他动物身上被带往别处;生长在山洞等黑暗环境中的真菌会依靠荧光来引诱动物帮助传播孢子……
初识真菌
真菌不是植物也不是动物,而是与动物界、植物界等并列的重要类群。大家熟知的各种蘑菇,用于生产面包和啤酒的酵母,以及各种霉菌等都是真菌。真菌与植物有许多共同点,比如它们都不能像动物那样自由移动,因此真菌的传播和扩散也面临着与植物相似的问题,它们也有相似的“应对之策”。
孢子是真菌传播或应对恶劣环境的生殖单元。有些真菌在生长条件良好的情况下只进行营养体的扩张,只有当环境发生改变特别是变得恶劣时才会产生孢子。孢子的功能类似于植物的种子,但孢子和种子有明显区别。种子内部含有胚,是由多细胞组成的具有复杂结构的生殖器官,含有大量营养物质;而孢子是单细胞结构,携带的营养有限,因而个头远远小于种子。另外,真菌产生的孢子(不管是有性还是无性)毫无例外全是单倍体。除了真菌以外,还有许多生物也通过孢子进行繁殖,如藻类、苔藓、蕨类和原生生物等等。
多种多样的孢子传播途径
就像椰子利用水流传播种子一样,有些真菌也能利用水流传播孢子。杆孢菌(Brachiosphaeratropicalis)生活在水中,其孢子有各种附属结构,有利于孢子附着在树叶或者木头上“搭便车”,一起随波漂流。壶菌(Chytridium)和异水霉(Allomyces)等的孢子生有鞭毛,可以在水中自主游动。但是,这种主动行为会消耗大量能量,因此这类孢子扩散的距离相对较短。
我们知道,所有真菌的孢子都很小,质量也很轻,因此非常适合利用风来传播。据估计,每年大约有5 000万吨的真菌孢子飘浮在大气圈中,进行着或远或近的旅行。其中,热带雨林上空的孢子数尤其多,甚至有人认为这些孢子扮演了凝结核的角色,在云的形成及降水过程中发挥着关键作用。
对于生长在树干高处的真菌来说,风的传播作用巨大。我国的板栗树上寄生着一种栗疫菌(Cryphonectria parasitic ),经过长期演化过程中的对抗和妥协,栗疫菌与寄主基本上做到了和平共处、相安无事。但是在19世纪末,栗疫菌传入美洲,那里的美洲栗树对由它引起的栗疫病毫无抵抗力,因此纷纷死亡。北美大陆原有约5 500万亩高大挺拔的美洲栗,短短40年的时间里,就被栗疫菌全部摧毁,从此在野外销声匿迹。造成美洲栗野外灭绝悲剧的主要原因有两个:一个是栗疫菌强大的毒性,另一个就是高效的风力传播方式。
依靠动物传播孢子,也是真菌的本领之一。除了风力外,鸟和昆虫无意间也成了散播栗疫菌的“帮手”。原来,栗疫菌的分生孢子外面有一层黏液,很容易粘在路过的鸟或其他动物身上被带往别处。这种套路看起来是不是很熟悉?没错,有些植物的种子或果实外面也有黏性物质,也可以通过类似的方法进行传播。
如果说栗疫菌的孢子是被带走的,那么,另外一些真菌则反其道而行之,主动吸引动物来帮它们传播孢子。它们吸引动物的手段之一是提供食物,其中最有名的是被称为“块菌”的子囊菌。“块菌”又名“松露”,目前已知有80余种,其中一些种类口味极佳。它们大都是菌根菌,与高等植物存在密切的共生关系。
与我们熟知的蘑菇不同,块菌的子实体似球形,但不规则。它们埋藏于地下,因此无法依靠风来传播孢子,当然也无法黏附在动物身上被带走。难道它们就此心甘情愿待在原地吗?非也!块菌的子实体成熟后能散发出浓郁的气味,熊和野猪等喜欢食用块菌的动物会循着气味前来寻觅和挖掘,大快朵颐之后顺便就把块菌的孢子带走了。但并非所有的动物都可以闻到块菌的气味,我们人类对此就极不敏感。因此,我们是无法凭借自己的鼻子发现它们。
生长在山洞等黑暗环境中的真菌会依靠荧光吸引动物来帮助其传播孢子。目前已知的能产生荧光的真菌超过70种,其中只有一种是子囊菌,其余都是担子菌。真菌产生的荧光都是绿色的,其发光强度与孢子的萌发时期有关,通常是在孢子成熟期强度最高,能吸引苍蝇、黄蜂、蚂蚁和甲虫等可以感知绿光的昆虫。而且这些真菌的孢子均有黏性,更容易被到访昆虫带走。
昆虫为什么会被荧光吸引呢?目前尚未有定论。据猜测,这可能与昆虫的求偶行为有关。需要说明的是,很多真菌的荧光并不是子实体发出的,因此吸引昆虫或许只是荧光的某种“副作用”,真正的作用尚未可知,需要更深入地研究。
水玉霉的独特传播技能
接合菌门中的水玉霉(Pilobolus),就很容易在牛、羊等大型草食动物的新鲜粪便里生长。与其他接合菌一样,水玉霉的结构很简单,但有一种非常独特的孢子释放和传播方式。水玉霉的生活史周期始于其黑色的孢子囊,草食动物吃到粘有水玉霉孢子囊的植物叶片后,孢子囊也一起进入其消化道,被动物带往他处,后随粪便排出体外。在条件合适的情况下水玉霉孢子萌发,从而开辟了新的生境。孢子在动物消化道中的旅程十分安全,这段经历甚至还有助于其随后的萌发。
乍看起来,上述过程平淡无奇——许多植物也是这样完成种子传播的。但是别急,水玉霉的生活史周期至此才完成一半,其与众不同之处也刚刚开始。水玉霉的孢子萌发后,菌丝很快在粪便内延伸、分枝,大约三四天后便可在粪便表面形成一片致密的菌毛。如果我们用显微镜或者放大镜观察,会发现它们很像一片矮小的森林,这片“森林”中的“树木”就是水玉霉长度不超过1厘米的孢子梗。这些孢子梗造型奇特,几乎通体透明,由三个部分组成:最下部很像长玻璃管,没有分枝;中间部分膨大,形似煤油灯罩;头上顶着第三部分,即黑色的孢子囊,内含3万~9万个孢子。
除了弹射距离远以外,水玉霉还有一项独特的“技能”——可以控制孢子囊的弹射方向。原来,中间的那个“灯罩”另有玄机。它有点像我们的眼球,能将光线汇聚到“视网膜”上。水玉霉的“视网膜”位于“灯罩”的下半部分,是一圈加厚的含有橙色色素的细胞质。如果“灯罩”汇聚过来的光均匀地分布在“视网膜”上,那么孢子梗便直立向上生长;反之,孢子梗的上半部分便会像向日葵那样,朝着光源的方向倾斜,直到“视网膜”均匀地接收到光照为止。因此,孢子囊被抛射出去时,会朝光源的方向飞行,这样孢子通常不会落回原处,毕竟这里已经不那么适合生长了。
水玉霉令人称奇之处远不止以上这些。事实上,“灯罩”内部的液体中除了无机盐和糖分外,还含有一些黏性物质。在分隔裂开的一瞬间,这些黏性物质会伴随着孢子囊一起被抛出,有助于后者黏附在其他物体上。
真菌多种多样的孢子传播机制帮助它们成功地扩散到了世界的各个角落,并成为各个生态系统中的重要成员。
图1,昆虫可以传播真菌孢子
图2,块菌的子实体成熟后能散发出浓郁的气味,吸引动物前来取食并
带走孢子-刘培贵供图
图3-4,一种荧光真菌,在黑暗环境中发出绿色荧光-林庚申供图
图5,酵母菌-王启明供图
图6,水玉霉-刘小勇供图
【读史日历】(第190篇 墨子)
台湾猴为中国特有种,体形酷似猕猴,体更灰,尾深色。它们的尾巴都超过体长的二分之一,不过台湾猴的尾巴在比例上更长一些,也比猕猴较小而胖。台湾猴栖息于岩壁和山林之中,为半地栖动物,取食各种野果、树叶、昆虫,有时也盗食农家的谷物和瓜果。多结成一雄多雌的家族群,以一体魄强壮的成年雄性作为首领。每胎产1仔。寿命可达20岁。产于中国台湾省的南部和中部。
台湾猴为中国特有种,体形酷似猕猴,体更灰,尾深色。它们的尾巴都超过体长的二分之一,不过台湾猴的尾巴在比例上更长一些,也比猕猴较小而胖。台湾猴栖息于岩壁和山林之中,为半地栖动物,取食各种野果、树叶、昆虫,有时也盗食农家的谷物和瓜果。多结成一雄多雌的家族群,以一体魄强壮的成年雄性作为首领。每胎产1仔。寿命可达20岁。产于中国台湾省的南部和中部。
五一劳动节快乐!火烈鸟,又叫红鹳,全世界共有三属:大火烈鸟、小火烈鸟和阿根廷火烈鸟,五种。主要分布在南美的秘鲁、智利、阿根廷、中美和非洲部分地区。 火烈鸟与水有不解之缘。它们总是挑选三面环水的半岛上筑巢而居。最特别的是它的嘴,取食时上下嘴从泥水中捞取各种藻类、原生动物、小蠕虫、昆虫幼虫、简直就是快狠准~#鸟类知识# #鸟类# #吉隆坡旅行[超话]# #拍鸟#
✋热门推荐