地球地下真菌網絡的線絲總長，足夠延伸到太陽系之外

作者： Wyatt Myskow
原文標題： Threads of Earth's Underground Fungal Networks Are Long Enough to Reach Beyond the Solar System
來源： Inside Climate News
發佈日期： 2026-06-11

Mojave Desert 沙漠取樣

圖 1：SPUN 研究員 Jinsu Elhance 在 Mojave Desert 採集土壤樣本，以分析地下菌根真菌網絡。

據週四發表在《科學》（Science）上的新研究，全球地下隱藏着1.1億公里的叢枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi）網絡——這些超細絲線組成的網絡如果連成一條直線，其長度幾乎是地球到太陽距離的10億倍。

此前研究發現，這些真菌羣落與植物根部形成密切關係，它們爲植物提供磷和氮等養分，換取碳，每年這些網絡在地下封存10億噸碳。如果真菌網絡沒有儲存這些碳，它們本會加熱大氣。

但直到現在，這些網絡才被全球性地繪製出來。這項由地下網絡保護協會（Society for the Protection of Underground Networks, SPUN）領導的新研究，該組織旨在繪製菌根真菌網絡，結合了文獻綜述、全球土壤樣本、機器學習和實驗室測試，來估算這些系統的分佈和質量，並繪製出它們密度最大的區域。

Toby Kiers 在不丹

圖 2：SPUN 聯合創始人、執行董事 Toby Kiers 在不丹考察地下真菌網絡。

“這是我們從知道這個系統存在，到真正知道它在哪裏、密度如何以及它曾經在哪裏的時刻，”SPUN 執行主任兼聯合創始人、該研究的合著者 Toby Kiers 說。

幾十年來，研究人員已經知道叢枝菌根真菌與全球約80%的植物物種形成密切的共生關係，並且幾乎在所有有植物的地方都能找到它們。但這些網絡的範圍及其最密集的區域（如草原）以及正在喪失的區域（如農業區）直到現在才被充分了解。

“[這項研究]幫助我們認識到這些地下生物對我們所看到的地上一切事物的重要性，”堪薩斯大學（University of Kansas）生態與進化生物學教授 James Bever 說，他研究植物與土壤中微生物（如真菌）之間的相互作用，但並未參與這項新研究。

SPUN 的進化生態學家、該研究的主要作者 Justin Stewart 說，他們團隊先前關於真菌生物多樣性的研究類似於要求某人描述家門外的森林。

“他們可能會說‘那裏有三種樹’。那很好。這告訴了我生物多樣性，”他說，“但你實際上不知道森林有多大，樹之間的距離有多遠。你沒有關於其結構的信息。”

菌根真菌網絡由菌絲（hyphae）組成，每根菌絲比人的一根頭髮還細。這些活的管道在植物和真菌之間運輸養分和碳。

由於菌絲又長又細，Stewart 說，它們能比根更深地伸入土壤，獲取植物無法觸及的地下深處的養分，同時將碳儲存在土壤中，在適當條件下可以長期保存。

“你得到了雙贏，”Stewart 說。“植物生長得更好，碳也被吸收。這一切都取決於密集的真菌網絡和活躍、有生命的土壤。”

量化這些真菌網絡始於對現有菌根真菌研究的回顧。這些研究包含了來自世界各地生態系統的1.6萬個核心樣本，以瞭解一定體積土壤中真菌絲的長度。每個樣本都有地理定位，團隊由此能夠使用機器學習創建全球真菌網絡的預測地圖，並確定模型表現良好的區域以及需要更多數據的不確定性區域。

Justin Stewart 在 Tucson 取樣

圖 3：SPUN 進化生態學家 Justin Stewart 在 Tucson 採集土壤樣本，估算地下菌根真菌分佈。

與阿姆斯特丹的研究機構 AMOLF 合作，他們開發了一種技術，使用帶有攝像頭的機器人記錄實驗室中真菌網絡隨時間生長的過程，以更準確地估算其寬度。由此，團隊能夠計算出網絡的質量，大約是地球上所有人類重量的五倍。

Stewart 說，這項研究只覆蓋了活的叢枝菌根真菌網絡，不包括死的真菌網絡，而這些死網絡也有助於儲存碳，並增加總生物量和對生態系統的影響。對死真菌網絡的研究仍在探索中。

研究還發現這些網絡最受威脅的地方。農田中的真菌網絡密度大約是野生生態系統的一半。同時，野生草原生態系統擁有全球約40%的叢枝菌根生物量。然而，這些草原是地球上受保護最少的生態系統之一，它們被改造成農田的速度是森林的四倍，這對這些網絡及其給植物生命和碳儲存帶來的益處構成了潛在威脅。

SPUN 的先前研究發現，全球90%的真菌羣落未受保護，許多生態系統，如美國西南部的沙漠，研究不足。

研究人員說，接下來需要探索究竟是什麼導致了菌根真菌的損失，以及這種下降的後果，這就是爲什麼 SPUN 團隊將參加今年的聯合國氣候變化大會——COP31，向政策制定者介紹這些網絡的重要性及其在保護生態系統和封存碳方面可能發揮的作用。

在基層更深入地瞭解菌根真菌是關鍵，該研究的合著者、AMOLF 生物物理學家 Corentin Bisot 說。

“我們仍然遠未完全理解，如果你旁邊有一片草原，你想在那裏增加微生物和真菌，該怎麼做，”Bisot 說。“我們沒有現成的工具箱供你使用。”

Stewart 說，這項研究只是第一張地圖。就像西班牙人最初繪製加利福尼亞的地圖——那時他們把該州畫成了一個島嶼，他說，關於全球真菌網絡密度的新發現將不斷湧現，以增進公衆對它們的瞭解。

David Sassoon 創始人兼出版人

關於作者

Wyatt Myskow 報道美國西部的乾旱、生物多樣性和可再生能源轉型。他常駐鳳凰城，此前曾爲《亞利桑那共和報》（The Arizona Republic）和《高等教育紀事報》（The Chronicle of Higher Education）撰稿。Wyatt 自出生起就生活在西南部，畢業於亞利桑那州立大學（Arizona State University），獲得新聞學學士學位。