色彩斑斓的果实状真菌和森林受物种灭绝困扰30年进化之谜如何解开

  • 发布时间:2024-08-27 17:08:05 来源:
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导读 大多数真菌只需要风或水就能散播孢子。但有些真菌,包括松露,则需要动物的帮助。通常,松露和类似松露的真菌(不属于松露属,但在其他方面...

大多数真菌只需要风或水就能散播孢子。但有些真菌,包括松露,则需要动物的帮助。

通常,松露和类似松露的真菌(不属于松露属,但在其他方面相似)颜色暗淡,生长在地下。

它们用气味吸引哺乳动物,哺乳动物会吃掉它们,并通过粪便将孢子散播到整个地表。这种古老的松露-哺乳动物关系就是松露猪和松露狗(以及许多人类)喜欢吃这些真菌的原因。

但新西兰没有本土的陆地哺乳动物来传播松露。我们在《科学报告》上发表的新研究解决了30年来的一个谜团:是否可能是食果鸟类承担了这一角色。

新西兰色彩缤纷的松露状真菌

在大多数生态系统中,松露被小型哺乳动物吃掉,尤其是啮齿动物和有袋动物,这对于真菌的传播和森林健康至关重要。

20世纪90年代,真菌学家罗斯·比弗(RossBeever)注意到新西兰生长的类似松露的真菌有些奇怪。

许多菌类的子实体颜色鲜艳,从森林地面冒出,基本上模仿掉落的果实。由于新西兰缺乏哺乳动物(蝙蝠除外),比弗推测这些特征是为了吸引鸟类作为孢子传播者而进化的,因为它们更依赖视觉而不是嗅觉来寻找食物。

2014年,比弗和他的同事特蕾莎·勒贝尔(TeresaLebel)详细阐述了这一令人着迷的假设,但30年来它始终未经检验。

使用颜色吸引注意力

在我们的研究中,我们想知道新西兰是否真的有更多颜色鲜艳的松露状真菌,还是我们只是更加关注它们而忽视了那些颜色暗淡的真菌。我们还调查了它们的分布与食果鸟类之间是否存在联系。

首先,我们收集了来自世界各地的479种松露状真菌的颜色和习性(地上或地下)信息。然后,我们从全球生物多样性信息机构数据库中获取了这些物种的24,000多个位置。

这些数据与环境因素(如降水和温度)和生物学方面(如森林覆盖和食果鸟类的存在)一起进行分析,可能有助于解释任何空间模式。

虽然南美、中美和澳大利亚也发现了类似松露的彩色真菌,但我们的研究结果证实,新西兰的松露真菌比例远高于其他大陆。和蓝色的松露真菌尤其如此。

我们还发现,在世界各地,食果鸟类较多的地区也有更多色彩鲜艳的松露状真菌。

鸟类、松露类真菌和树木

直到最近,人们还认为鸟类在传播松露类真菌方面的作用有限。

但这种情况在2021年发生了改变,当时对巴塔哥尼亚两种食果鸟类(Chucaotapaculo和黑喉huet-huet)粪便样本的研究发现了多种真菌的DNA和孢子,包括类似松露的真菌。

研究小组还观察到两种鸟类在森林地面上发现松露,从而证明了鸟类在真菌传播中发挥的重要作用。

巴塔哥尼亚研究的另一个发现是,粪便样本中检测到的许多类似松露的真菌是真菌与植物根部相互作用的地下网络的一部分,称为菌根。

在新西兰,最色彩斑斓的松露状真菌也与当地占主导地位的森林树木(如山毛榉和罗汉松)形成菌根。这些真菌使树木更容易从土壤中获取水分和矿物质营养。因此,以松露状真菌为食的鸟类可能不仅对真菌本身很重要,而且对整个森林生态系统也很重要。

灭绝的遗产

我们的研究结果支持了这样一种观点:色彩鲜艳的松露状真菌适合鸟类传播,而且它们在新西兰比世界其他地方更常见。

然而,矛盾的是,观察到的当地鸟类吃松露状真菌的例子屈指可数。这是为什么呢?答案可能在于新西兰的灭绝遗产。

自13世纪第一批人类定居者抵达以来,大陆和近海岛屿上约三分之一的鸟类已经灭绝。还有许多鸟类种群数量减少到了功能性灭绝的程度。其中有许多已知以水果为食的大型鸟类,包括九种恐鸟和鸮鹦鹉。

2018年,一项对恐鸟和鸮鹦鹉古代粪便DNA的研究发现,这些鸟类曾以菌根松露类真菌为食。新西兰森林中此类鸟类的消失,代表着数百万年与真菌共同进化的终结。

这些适应鸟类的真菌现在可能只是过去互利共生的幽灵——两个不同物种的生物之间的关联,彼此都受益——就像嵌齿象曾经吃过的大型热带水果一样,嵌齿象是一种与现代大象有关的已灭绝的物种。

鸟类与真菌之间的相互作用有助于促进植物在裸露的土壤上生长,而随着这些相互作用的消失,我们的森林树木将如何应对这种相互作用的消失?外来动物物种能否充当本地真菌的替代传播者?

物种灭绝对森林的影响尚不清楚。但通过持续的研究和保护工作,我们可以更好地理解和支持森林生态系统的平衡,确保新西兰森林丰富而独特的生物多样性世世代代得以延续。

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