你吃鸡腿菇,鸡腿菇吃肉
1888年,奥地利植物学家佐普夫在研究真菌病害时,偶然发现一些线虫体表缠绕着许多真菌的菌丝,这引起了他的兴趣。在那个年代,普遍认为真菌是只有腐生的,那么这些线虫身上的真菌是以死亡的线虫为食,还是直接杀死了线虫呢?基于这样一个问题,佐普夫进行了详细的观察和实验研究,最后发现这是一种能够捕食线虫的真菌!这或许是对“线虫真菌”最早的研究。
朽木上的菌丝 | Jerzy Opioła / Wikimedia Commons
目前世界上大概有160种线虫真菌。它们的菌丝除了能够吸收基质中营养物质外,还特化出了一些特殊的结构,这些特化的菌丝能够捕食土壤中爬行的线虫类动物(以下统称为“线虫”),因此而得名。
扫描电镜下的线虫和它的卵 | Wikimedia Commons
根据捕食线虫方式的不同,线虫真菌主要有两大类:第一类是产生毒素,让线虫麻痹、晕倒,失去行动能力,进而被真菌降解为养料;第二类是采用机械的手段,往往是形成带有粘性的菌丝环或者网,被套住的线虫就很难挣脱,之后菌丝会穿透线虫的皮肤,消化吸收线虫的内部组织。
“长棘捕手”大球盖菇
大球盖菇是上个世纪80年代从国外引进的一种新型食用菌,目前在我国栽培越来越广。大球盖菇的菌盖能长到40cm,因此有了这个俗名。它的中文学名叫皱环球盖菇(Stropharia rugosoannulata),是球盖菇属中少有的可以食用的种类,同属的蘑菇不少含有致幻的毒素裸盖菇素,不具备食用价值。
大球盖菇 | alanseamans / Flickr
此前,不少菌物分类学家都发现,球盖菇属的许多物种都能够产生一种独特的具有长长的刺的细胞,但一直以来都不知道这种细胞具有何种功能,直到2006年,我国的科学家猜想这种棘细胞或许是用来捕食线虫的,于是用球盖菇属的大球盖菇和一些线虫做了实验,揭示了这长久以来的谜团。
被棘细胞固定的线虫 | Zouhar et al. / Helminthologia (2013)
在实验中,研究人员提取菌种,纯化获取了大量的棘细胞,在培养基以及土壤中对线虫进行了实验观察。在培养基里面,这些棘细胞被游动的线虫触碰到,会紧紧地粘在线虫的体表,任由线虫如何挣扎也甩不掉,随后这些棘细胞会释放毒素,麻痹线虫,渐渐的吸虫就安静下来,不动了,这个过程最快只需要几分钟,随后棘细胞开始伸出长长的菌丝,穿透线虫的皮肤进入线虫体内,消化吸收营养物质,仅仅需要24-48小时,线虫就能被完全降解干净。
“毛刺杀手”鸡腿菇
毛头鬼伞(Coprinus comatus),商品名被叫做鸡腿菇,因未开伞的时候形似鸡腿而得名,是常见的食用菇。
巨型鸡腿菇 | 蘑菇志
和大球盖菇一样,鸡腿菇的菌丝也能够产生带刺的细胞。当游动的线虫触碰到这些毛刺细胞时,线虫们会因为毛刺细胞释放的毒素迅速虚弱下来,而后真菌的菌丝就可以堂而皇之地进入线虫体内,吸收饱含氮元素的内含物,在几天之内,菌丝就会从线虫体内生长出来。
密集生长的鸡腿菇 | Meky / Wikimedia Commons
挑食的平菇
平菇一般被认为是糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus),是现在广泛栽培、普遍食用的一种蘑菇,平常去食堂点烤串最爱烤平菇,它没有肉类的那种油腻,却有肉类的口感,而且很入味,轻轻一口,嗯~你的表情就变成了这样 o(* ̄▽ ̄*)o。咳咳……进入正题。
树干上生长的平菇 |Voir ci-dessous / Wikimedia Commons
平菇不像前面介绍的大球盖菇和鸡腿菇那样能够产生独特的棘细胞,它捕食的工具仅仅就是它的丝状细胞——菌丝,当游动的线虫触碰到这些菌丝时,几分钟就会瘫痪,随后可想而知就是被降解为真菌的养料。研究发现,平菇菌丝释放的物质会作用于线虫的头部和咽肌细胞,最终导致整个神经系统和肌肉细胞迅速坏死。
平菇的菌丝 | Tobi Kellner / Wikimedia Commons
侧耳类蘑菇和线虫之间的捕食是高度专一的,意思是说一种蘑菇只对一种或几种特定的线虫才能达到高效的捕食效果,这种识别机制依赖于线虫体表用来感知外界环境的纤毛,当纤毛的相关基因发生突变时,这种线虫就对以前能捕食它的真菌产生了抗性。
原始猎手的捕虫手段
除了产生毒素这种捕食线虫的方式以外,还有一大类的真菌采用了最为原始的捕虫方式,它们将菌丝修饰成各种各样的结构,网状、环状,或带有粘性,或具有收缩功能,更高级一点的还能产生相关的信息素,用来诱捕线虫,实现高效地捕食。
开头讲到的,奥地利植物学家佐普夫所发现的捕捉线虫的真菌叫做少孢节丛孢(Arthrobotrys oligospora),这是一种能建立菌丝网络的真菌,它能通过检测信息素来判断附近的土壤中是否存在线虫,并且只有当线虫存在时才会建立网,这大概是因为建立这种菌丝网是一个高耗能的过程吧。
少孢节丛孢建立的菌丝网捕获了一只线虫 | Science China Press
节丛孢Arthrobotrys brochopaga则是一种利用菌丝环捕捉线虫的真菌,当线虫试图穿过圆环时,圆环会被加热然后迅速收缩,这个过程只需要0.1秒,线虫还没反应过来就被立马抓获,而且这种收缩是不可逆的,意味着用完一次就报废了。
被菌环套住的线虫 | Launer1 / microbewiki
还有些真菌会产生粘性的分支或者带有粘性的分生孢子,一旦线虫碰到它们,就会被紧紧地依附住;有些真菌甚至还能产生游动孢子(比如线虫链枝菌Catenaria anguillulae),有目的性地进攻线虫。
“不动的”何苦要为难“会动的”
在很久以前的分类系统中,把不会动的生物称为“植物”,会动的生物叫做“动物”,那蘑菇作为传统的不会运动的植物,干嘛要废那么大的力气去吃会动的线虫呢?一些研究人员发现,这些线虫真菌往往生活在缺氮的环境中,而线虫类的生物在自然界是很多很多的,为了补充足够的氮元素,它们不得不将心思打到了线虫身上,经过很多年的演化,有些真菌学会了将自己的菌丝构建成一个个精妙的陷阱,一些真菌甚至学会了线虫的语言,用信息素来诱捕它们,不得不让人感叹自然界的奇妙。
人工种植在稻草上的平菇 | Иван Абатуров / Wikimedia Commons
以前听种植户吹嘘自己家种的草莓是喝牛奶长大的,是“牛奶草莓”,所以价格要贵!不知道未来会不会有人吹嘘自己家种的蘑菇是吃肉长大的,所以价格要贵!或许那时候我听到这句话,会默默点个头,心里感叹一声:“您说的对啊!”
采蘑菇