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脚下隐藏着一条延伸68万亿英里的真菌超级高速公路

Science Daily2026年6月15日 05:00

在地下, vast networks of fungi quietly support plant life and play an important role in regulating the planet's climate by helping move carbon into soils. Now, researchers have created the first global maps showing where these underground fungal networks are found and how much of them exist worldwide. The study, published in Science , focuses on arbuscular mycorrhizal fungi, a group of fungi that form partnerships with most plants on Earth. Alongside the research, scientists released an interactive visualization that allows users to explore the remarkable scale of this hidden underground infrastructure. The maps are expected to help researchers and policymakers identify areas where these fungal networks are thriving and where they may be under threat. 研究的关键发现包括:全球表层土壤中估计有约110万亿公里(约68万亿英里) 的丛枝菌根真菌网络,由称为菌丝的细丝状结构组成。这个距离几乎是地球到太阳距离的十亿倍。草原大约占地球丛枝菌根真菌基础设施的40%。特别密集的网络预计出现在南苏丹的洪涝草原、佛罗里达的埃弗格雷斯和青藏高原。AM真菌网络每年估计向土壤中移动约40亿吨的二氧化碳当量(相当于人类相关二氧化碳排放的11%)。大型农业耕地的网络密度预计平均会低约50%。研究人员警告称,网络密度较低的真菌可能会降低土壤储存碳、循环营养物质和抵御环境压力的能力。 支持植物生命的隐秘伙伴 丛枝菌根真菌,通常称为AM真菌,与全球约70%的植物物种形成互利关系。植物通过光合作用提供真菌生产的碳,而真菌则为植物提供养分和水分。这些地下网络充当活着的基础设施,帮助维持生态系统并将碳输送到地面。到2025年,研究人员在《自然》上发表了关于地下菌根真菌多样性的全球分析,并推出了一个名为地下地图集的数字平台,以帮助识别地表下可能的生物多样性热点。然而,在此之前,科学家们尚未尝试估计和绘制AM真菌网络本身的物理密度和全球分布。 绘制110万亿公里的真菌网络 为了构建新的地图,研究人员汇编了来自全球16000多个土壤样本的测量数据。他们然后使用结合了来自沙漠、冻土、森林和其他生态系统的环境数据的机器学习模型来预测直接测量不可用的地区的真菌网络密度。与AMOLF研究所的行为物理学组合作,团队还利用机器人成像分析了在实验室条件下生长的30多万条活AM真菌菌丝。结合所有这些数据源使研究人员能够估计全球网络的总长度和质量。他们的分析表明,AM真菌网络延伸约110万亿公里,并包含大约300兆吨的碳(相当于所有活着人类的4-6倍质量)。主导作者SPUN的贾斯汀·斯图尔特博士表示:“很难夸大这些真菌的重要性和庞大性,可能在一茶匙土壤中就有多达10米(32英尺)的菌根网络。” 地球的地下循环系统 科学家们常常将菌根网络形容为地球的一个循环系统,因为它们在地下生态系统中运输碳、养分和水。在健康的土壤中,这些真菌网络可以使植物根系的有效觅食区域扩大到100倍,并提供超过80%的植物磷需求。AMOLF生物物理学家共同作者科伦廷·比索特博士说:“随着高分辨率成像、机器学习和机器人技术的新兴,我们开始揭示长期隐藏在我们脚下的事物。我们正在学会这些网络形成真菌复杂的身体是如何运输养分以及帮助调节气候的。” 一张新的全球真菌基础设施地图 为了帮助可视化结果,研究人员与获奖数据可视化设计师莫里茨·斯特凡合作创建了菌根基础设施地图。该项目提供了地球真菌基础设施的最新最详细的全球视图。每个1平方公里的陆地都计算了估计值,冰帽和缺乏可靠预测的数据区域除外。地图背后的数据是公开可用的,为政府和其他决策者提供了监测地下真菌健康的新工具。

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