PNAS | 美国莱斯大学研究揭示菌根真菌与植物互作生物市场遵循经济平衡理论！

生物相互作用是普遍观察到的生态相互作用，通常涉及跨物种的资源交换。这种交换可以被认为是生物市场。陆地植物和菌根真菌 (MF) 之间的相互作用可能形成了世界上最流行的生物市场（Science | 重磅！剑桥大学Giles Oldroyd课题组阐述植物通过共生微生物促进养分吸收！Science | Leho Tedersoo教授深度解读菌根共生如何驱动植物群落生态！Science | 植物与真菌的海誓山盟！研究揭示脂质交换驱动植物陆地化过程中的共生进化！Science | 重磅！植物和微生物的新途径：与共生微生物和病原微生物的相互作用驱动植物进化！Science | 菌根真菌可以塑造生态系统对环境变化的反应！Nature Reviews Microbiology | 权威综述解读菌根共生中的独特和共同特征）。大多数植物都参与这样的市场，在这种市场中，菌根真菌从土壤中吸收养分并与宿主植物进行交易以换取碳。生物学家在为这些生物市场建模时，经常采用经济学和博弈论概念的非正式组合。一个基本问题是，生物市场中的交换是否符合一般经济平衡理论（GET），这是用于研究经济学中交换的主要范式。

2021年7月6日，国际权威学术期刊PNAS发表了美国莱斯大学Ted Loch-Temzelides团队的最新相关研究成果，题为Walrasian equilibrium behavior in nature的研究论文。该研究通过经济视角研究了丛枝菌根真菌网络生态实验的数据，结果表明它们在与宿主植物进行碳营养交换时采用了一种重要的经济理论。这一发现有助于了解土壤中的碳储存，这是减缓气候变化的重要工具。

本研究使用生物实验的数据来证明菌根真菌的交易行为与GET的预测是一致的。GET中的大量知识可能会带来关于生物交换的新见解。反过来，生物学中的实验发现可以为GET带来一个新的应用领域。该研究能够量化丛枝菌根真菌在与宿主根交易磷时的行为。他们的实验技术能够推断在涉及不同菌根真菌最初持有的不同数量磷资源的多种情景下的交易数量。

该论文表明，瓦尔拉斯均衡是市场经济理论中用于预测的主要概念，也可用于理解这个“生物市场”中的贸易。真菌等生物并非自我牺牲，而是可以表现出类似于在涉及复杂人类参与者的市场中的竞争行为。据估计，世界各地的菌根真菌网络每年可固存约50亿吨碳，操纵贸易条件使从宿主植物中获得的碳与养分相比变得更便宜，可能会导致额外的碳被储存在土壤中，这可以为应对气候变化带来重大好处。

图1. P-C交换

图2. WARP失败

图3. WARP

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