菌根真菌，与植物是敌是友？
在我们大多数人的印象中，植物的基本生长模式，无非是凭借着根系，从土壤中汲取水分和养料，供给地上的绿色部分进行光合作用。
然而，事实并非这么简单，如果没有一群古老的盟友，植物可能根本无法适应陆地险恶的环境，而这些盟友长久以来一直被人们所忽视，直到最近，科学家才逐渐揭开他们的面纱。
早在19世纪中叶，人们偶然发现，在很多植物的根系中，都生活着一些很特别的微生物，这些微生物往往存在于植物根系的内部，却能向外伸出密密麻麻的菌丝。当时，人们还不清楚这些微生物到底是什么，也不知道这些微生物对植物而言是敌是友。后来，人们称这种微生物为菌根真菌。
一个多世纪过去了，人们惊奇地发现，菌根真菌在植物界的存在竟是如此广泛，大约80%的陆地植物根系中，都感染有菌根真菌，不仅如此，化石记录显示，早在4亿多年前，植物的根系中就已经存在菌根真菌了。因此，可以肯定的说，菌根真菌伴随着植物走出海洋、征服陆地，一步步发展至今。如此古老而广泛的存在，必定不是偶然现象，可是，菌根真菌对于植物而言到底意味着什么呢？
经过大量的研究，科学家终于得出了结论：菌根真菌和植物之间建立了对相互都有利的共（jiao）生（yi）关系，这种关系非常微妙，菌根真菌无法进行光合作用，只能从植物体内获取碳水化合物，但同时，作为回报，菌根真菌能帮助植物吸收土壤中的营养元素和水分，并分泌激素调控植物的生长和发育。这种契约般的关系经历了无数的挑战和自然选择的打磨，已然变得牢不可破。对于植物而言，有的甚至已经离不开菌根真菌，比如很多兰科植物，如果没有菌根真菌，是不能正常生长发育的。
然而，菌根真菌仅仅是在植物生长过程中发挥作用吗？当然不是，还记得电影 《阿凡达》中，潘多拉星球上的植物都通过根系彼此相连吗？
这真的不只是存在于人们的想象中。最近几年，科学家发现了一个非常有趣的现象：看似沉默的植物之间能通过菌根真菌相互沟通和交流。这是如何发生的呢？原来，菌根真菌从根内向外所伸出的菌丝接触到邻近的植物根后，能再次侵染进去。这样无形中，菌丝就将两株植物的根系联系在了一起，俗称菌丝桥，而千千万万的菌丝桥就编织出了一张巨大的菌丝网络。
有实验表明，当两棵彼此相连的植物中，其中一棵被草食昆虫取食，那么，与这棵邻近的另一棵植物也会激发起身体内的免疫反应，尽管这棵邻近的植物还没有真正遭受到草食昆虫的取食。这就好比是被虫咬过后，植物通过菌丝桥告诉旁边的植物，有敌人来了，你们得赶快做好防御准备！
不但如此，植物还能通过菌丝桥相互输送养料和碳水化合物，在热带雨林中，拥有高大冠层的大树对阳光造成强烈阻挡，这直接导致很多靠近地面的小树苗无法获取足够的阳光。这时，母树能通过菌丝桥向周边的小树输送碳水化合物，以维持小树苗的存活，这种现象和存在与高等动物中的“哺育”行为很像。
但是，对于这一对古老的跨种合作，人们的认识还只是冰山一角，还有很多问题没有解决，包括，菌根真菌在植物之间传递物质和信息的机制是什么，会不会存在信息传递有误这样的事情，是不是所有菌根真菌对植物都有利等等！同时，正是这些疑问激发人们浮想联翩，不断探索一个又一个新的空间。
参考文献：
[1] Remy W., Taylor T.N., Hass H. and Kerp H. 1994. Four hundred-million-year-old vesicular arbuscular mycorrhizae. Proc. Natl. Acad. Sci. 91: 11841-11843.
[2] Brundrett M., Bougher N., Dell B. et al. 1996. Working with mycorrhizas in forestry and agriculcure. Canberra. ACIAR Monograph: 120-290.
[3] Johnson D. and Gilbert L. 2014. Interplant signaling through hyphal networks. NewPhytologist 205: 1448–1453
要是没有菌根真菌，我们连茭白都吃不到。不知道为什么？戳下图！