真菌如何应对全球变暖所带来的干旱胁迫？

气候变化是所有生物都必须应对的胁迫。气温上升带来的一个主要胁迫是干旱增加。干旱风险增加的原因之一是气温升高使土壤干燥，特别是在降水少的时期。干燥的土壤通过杀死植物产生滚雪球效应，从而产生更多的干燥土壤。但干旱的影响并不只限于植物，一些真菌也会受到影响。

看起来真菌似乎并不重要，因为你在树林里或草丛中看到它们只是散落在这里或那里。这是因为大多数真菌生长在地下。真菌是生活在我们脚下的微观生物群落。在土壤微生物群落中，真菌占所有微生物的55%-89%。由于真菌强烈影响生态系统的健康，因此真菌如何应对干旱成为一个重要的生态学问题。

 将真菌生长的土壤变干以模拟温和的干旱条件

我们知道其他不流动的生物，比如植物，可以通过应激反应来应对干旱胁迫。应激反应的激发是一个过程，它有助于生物体更好地应对未来的胁迫。在一些微生物中，应激反应的激发可以使其生存率提高10倍。植物对干旱的应激反应能力已经得到了广泛的研究，然而，针对丝状真菌的研究却很少。

科学家们探究了丝状真菌是否具有抗干旱胁迫的能力。他们用土壤常见的两种真菌作为模型，产黄青霉和粗糙脉胞霉。为了诱发它们的应激反应，将真菌暴露在温和的模拟干旱条件中，让它们生长的土壤变干，之后再恢复。然后，用更极端的干旱条件来打击它们。他们测量了真菌的生长和活性，并将那些在极端干旱胁迫之前被触发应激反应的真菌与其他没有触发的真菌进行了比较。他们发现产黄青霉能够激发应激反应，并将应激状态维持至少7天。粗糙脉胞霉则没有显示出激发应激反应的能力。

但这种应激反应的激发是有代价的。科学家们发现，在温和干旱条件中激发应激反应的真菌比正常条件下的真菌生长得更少。这是因为应激反应的激发会重新分配原本可以用于生长的资源，这个结论在其他研究中也看到了。这意味着干旱胁迫的强度，频率和时间长度可能有利于部分物种，导致真菌群落组成的转变。在干旱胁迫时间间隔较短的环境中，能够激发应激反应的真菌最具有竞争优势。然而，在干旱胁迫时间跨度较长的环境中，不能激发应激反应的群落可能更具优势，因为胁迫浪费了过多的资源，使得这个过程可能不会持续足够长的时间来使它们受益。

如果土壤不能保持那多的碳，那么更多的二氧化碳就会释放到大气中去

丝状真菌之所以得名，是因为它们长成分支的细丝，称为菌丝。菌丝向外扩展形成大的组织网络，将营养物质从远方输送过来，因此丝状真菌是专业的清道夫。在维持健康的生态系统中，清道夫真菌最主要的作用之一就是通过分解进行养分循环。通过分解有机分子，真菌将其他生物无法获得的营养物质释放到生态系统中。一些丝状真菌的另一个重要作用是通过侵入植物的根部与植物建立共生关系，使两种生物可以相互交换养分。这些真菌被称为菌根。许多植物都是依靠菌根提供的养分来生长发育的。

因此，干旱引起的真菌群落的生长、活动或组成的改变可能会对生态系统产生连锁反应。它们还可能对整体气候产生负面影响。例如，这些变化会破坏真菌在土壤中储存碳的能力。土壤中的碳含量是大气的3倍以上，是所有活体动植物的4倍，而真菌是其中的关键部分。在占世界森林总面积约30%的北方森林中，50-70%的储碳来自于土壤中生长的枯根和真菌。如果土壤不能保持同样多的碳，那么更多的二氧化碳将被释放到大气中。真菌群落组成的变化也会改变真菌在分解中的作用和植物与真菌的关系，从而对环境产生直接影响。

对我们来说，真菌是微小的，而且往往是看不见的生物体，但它们是生态系统的重要组成部分。生活在地下并不能保护它们免受气候变化的影响。研究它们对环境压力的反应将帮助我们更好地预测真菌所促成的所有重要生态过程将如何随着全球变暖而发生变化。

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