地球隐藏的真菌超级高速公路在地下绵延110千万亿公里，远到足以离开太阳系

一茶匙土壤里就能容纳长达10米的活真菌丝。

就这么一个小知识，算出来的结果却相当惊人。一项新研究结合一张交互式地图，首次呈现了丛枝菌根真菌的全球全貌。这些是帮植物用碳换取养分的地下网络。

其规模令人震惊：研究人员估计，地球表土中约含有110千万亿公里的活真菌菌丝。这差不多是地球到太阳距离的十亿倍。

最密集的网络并不在大多数人以为的地方。它们往往位于野生草原之下，而非森林之下。尽管这些隐藏的系统有助于滋养植物、构建土壤结构并将碳输送至地下，但科学家还没来得及充分测量到底损失了多少，大规模农业可能就已经在让这些网络变得越来越稀疏了。

植物下方的隐秘伙伴

大多数人对真菌的了解，都是从那些冒出地面的东西开始的：雨后冒出的蘑菇、面包上的霉菌、枯树上长出的菌菇。但真菌生命的大部分发生在地下，以被称为菌丝的纤细分枝丝状体形式存在。

丛枝菌根真菌的菌丝会穿过土壤，伸入植物根部。在根细胞内部，真菌形成称为丛枝的微小树状结构。自然界最重要的一场交易就发生在这里。

植物利用阳光将二氧化碳转化为糖分。它们把其中一部分碳送到地下。作为回报，真菌则从土壤里获取磷、氮和水，再送给根部。

“菌根共生是植物和真菌之间一种相当古老的合作，大约有4.5亿年的历史，”地下网络保护协会（SPUN）的进化生物学家、该研究作者之一贾斯汀·斯图尔特告诉《国家地理》。“它们深入土壤，提取氮和磷等养分，再拿这些养分跟植物做交换。”

研究人员认为，这些真菌和大约70%的植物物种有共生关系，真菌的菌丝能把植物根系获取养分的范围扩大100倍。

深入地下

科学家们知道这些网络的存在。但它们的分布范围到底有多大，一直没人算过；而且这账也很难算。

“很难看到真菌在土壤中生长，”威斯康星大学麦迪逊分校的真菌学家安妮·普林格尔（未参与这项研究）告诉《国家地理》。“除非我们发明出神奇的眼镜……否则我们基本上看不见它们。”

为了绘制这张地图，斯图尔特及其同事汇编了322项研究的数据，涵盖了九个生物群落中超过16,000个土壤样本。研究团队把这些数据和气候、土壤化学以及植被信息结合起来。然后，他们用机器学习模型来预测地球上植被覆盖土地的真菌密度。

随后，为了估算真菌的总生物量，研究团队用上了机器人成像技术。荷兰生物物理研究所AMOLF开发的一台成像机器人，对常见真菌菌株的菌丝做了超过30万次测量。

结果是第一张丛枝菌根真菌密度和生物量的全球地图。作者报告称，平均表土每立方厘米含有约4.4米的菌丝。

草原的惊喜

最大的惊喜甚至不是这个网络的规模，而在于它大部分竟然分布在什么地方。

在地表之上，热带森林是生产力最高的生态系统之一。但从地下来看，这张新地图显示，野生草原才是丛枝菌根真菌的主要聚集地。

野生草原拥有最高的平均密度，密度比热带阔叶林高出三分之一还多。约40%的丛枝菌根真菌分布在草原中，包括青藏高原、堪萨斯州的弗林特山草原、佛罗里达大沼泽地和南苏丹的苏德湿地等地。

“这是地球上最密集的真菌森林，而它们就藏在野生草原的土壤里，”斯图尔特告诉《生活科学》。“这正在改变我们讨论地球上生命如何分布的方式。”

这一发现让草原在生态上有了不一样的分量。很多自然保护行动都聚焦在森林上，因为森林是人们看得见、数得清的。相比之下，草原往往看起来空旷，但它们的土壤里可能藏着地球上最丰富的真菌网络。

“人们往往觉得草原不过是些杂草，”野外真菌学家、真菌基金会执行主任朱利安娜·富尔奇在接受《国家地理》采访时表示。“[但]草原可能非常古老，物种也非常丰富。”

农田问题

如果说草原是个惊喜，那农田就是个警钟。

研究人员发现，大规模农田的真菌网络密度比野生生态系统低约47%至50%。这项研究并未将下降归因于单一原因，但可能的压力因素并不陌生：翻耕会把菌丝翻断，化肥会让植物不那么依赖真菌伙伴，而杀菌剂则可能直接损害真菌。

“许多大规模农业做法都会损害真菌网络，”据《卫报》报道，斯图尔特表示。“最明显的方式就是像耕作这样的做法，你把土翻开，真的是把它翻了个底朝天。”

这种损失对整个生态系统来说都是一个问题。真菌网络变稀疏后，土壤循环养分、保持结构、储存碳和抵御压力的能力都可能下降。它们还可能使农场更加依赖额外施肥，因为植物从那些曾经帮它们获取养分的生物那里得到的帮助更少了。

该研究的合著者、SPUN执行主任托比·基尔斯博士警告说，受损的真菌网络也可能改变从农田流出的东西。“如果它们消失，就会有更多化学物质流进河流里，”她告诉《卫报》。

这一发现为人们熟悉的土地利用之争增添了一项地下衡量指标。一片田野从上方看可能依然绿意盎然，但地底下的真菌生命网却可能更单薄。接下来的问题不仅是某片土地能产出多少粮食，还包括它能保持多少支撑植物生长的地下运转体系完好无损。

地下世界的第一版地图

该研究估计，丛枝菌根真菌网络每年将约10亿公吨碳送入地球土壤。SPUN称这相当于每年约40亿吨二氧化碳当量。并非所有这些碳都会永远留在地下。当生物呼吸和分解时，一部分碳会回到大气中。但真菌能把植物里的碳送进土壤，其中一部分就能长期存留在那里。

这些信息对研究人员未来的工作很重要。

这张地图还只是初版。研究人员指出，一些地区采样仍然不足，包括沙漠、格陵兰以及部分热带地区。更多实地数据会让这张地图更精确。

对自然保护者来说，保护生态系统可能需要把目光投向根系以下。正如Furci对《国家地理》所说：“它们是地球地下的循环系统。”

这项研究发表在《科学》杂志上。