想象一下，隨著時間倒流，你回到大約4億年前。你站在地球的陸地上，眼前的景色很陌生，那里看起來與現(xiàn)在的草原景觀類似，但是地表明顯要潮濕很多，就像是剛下過幾天大雨。
你仔細觀察眼前的一切，近處，你可以看到一些低矮的植物裝點著地表，一些長相奇特、個頭不小的千足蟲、蠕蟲等則在草地上漫游。等等!遠處有一些巨大的家伙豎立在那里!由于距離有點遠，你看不清那是什么。在好奇心推動下，你向它們走去。終于，你看清它們了!從形狀上看，它們像火箭，又像光禿禿的樹干，還像雕琢過的石柱。它們真的是太高了，有些高度超過了8米，直徑至少有1米!
圖片右側的3根圓錐形物體是可高達8米的真菌可能的樣子
然而，以現(xiàn)在的科學知識，500萬年前不會有火箭;那時，樹也才剛剛開始進化，不會長那么高;那時候還沒有像人類這樣的智慧生命，也不會有人去雕石柱。那么，那些大家伙到底是什么呢?
出人意料的身份
這個問題困擾了古生物學家100多年。早在1857年，加拿大科學家約翰·威廉·道森就獲得了這種生物的化石，他認為這是一種古老的針葉樹種，并稱它為“原始杉樹”，后來這種生物也被稱為“原杉藻”。在那之后考古學家又發(fā)現(xiàn)了十多個這種生物的化石，最古老的可以追溯到4.33億年前。最初對化石的研究顯示，化石中有管狀結構，管子中有一些絲狀物，這是真菌和紅藻特有的。在化石表面還檢測出了地衣的成分。此外，化石的截面上還能看到一圈圈類似年輪的環(huán)，確實比較符合木本植物的特征。因此研究人員推測，這可能是被真菌分解的樹干，樹干上共生著真菌和地衣。
然而，已有的科學知識告訴我們，4億年前，維管植物蕨類才剛出現(xiàn)，它們個頭低矮，更別說地球上會有長到8米高的針葉樹了。有些科學家提出了其他觀點，其中一些科學家認為，那些化石可能是一個雜合體——潮濕的地表上生長的地衣，這是真菌和藻類共生的一類特殊植物。大量的地衣長在地面上，像一片片地衣墊。由于地質變化，陸地漸漸變得干燥起來，在斜坡上的地衣墊開始收縮，卷起，并在風力或者其他力的作用下滾下斜坡，從而形成一個個地衣墊卷。在適當?shù)臈l件下，這些地衣墊卷形成了化石被保留了下來。但是這也只是猜測，并沒有證據(jù)能證明。
而近年來，一些科學家還提出，那些化石其實是真菌!我們最熟悉的真菌莫過于日常食用的各種菇類了，再就是像酵母那樣的微生物。雖然科學家曾在美國發(fā)現(xiàn)一株巨型的單株的蜜環(huán)菌(占地約38畝，重約100噸)，但是如果告訴你，曾有一種高8米的真菌立在大地之上，這也是讓人很難想象的。那么，4億年前，地球上真的有8米高的真菌嗎?
揭開“原始杉樹”的真實身份
2007年，美國芝加哥大學的研究人員對這些化石進行了同位素分析。他們發(fā)現(xiàn)它們有一個高度可變的碳同位素比值范圍(碳同位素比值指的是碳12和碳13在樣本中的比例)。而同時期的植物和藻類都是從相同的碳源(大氣)吸收碳，并用于光合作用，因此這些生物體內的碳同位素比值基本上是恒定。這個發(fā)現(xiàn)意味著，這些被稱為“原始杉樹”的化石很可能不是植物，也不是藻類。
而在另一項研究中，研究人員的發(fā)現(xiàn)也提供了佐證。他們分析了發(fā)現(xiàn)于美國華盛頓州一片喀斯特地貌中的“原始杉樹”化石，并對比了當?shù)赝甏貙又械奶纪凰睾?。結果發(fā)現(xiàn)，化石中的同位素與發(fā)現(xiàn)地環(huán)境中的同位素竟然非常吻合。這說明，“原始杉樹”的碳不是來自陽光，而是來自周圍的環(huán)境。在食物鏈中，處于這種位置的生物，要么是捕食者，要么是分解者。顯然，“原始杉樹”并不能自由移動，不具備捕食者的條件，因此它很可能是分解者。這使它的身份指向了古老的分解者真菌。
在阿拉伯地區(qū)，考古人員清理出一棵原始杉樹的化石
這種真菌生長的年代，地球陸地還很貧瘠，它們靠什么長那么大呢?研究人員認為，這種真菌的食物范圍比較廣是它們如此大的原因之一。研究發(fā)現(xiàn)，它們大多生活在河谷淺灘，這些地方生活著大量的藻類，水中還有其他微生物，附近則生活著早期的維管植物。它們可以通過分解這些生物獲得能量。此外，4億年前，地球大氣中的二氧化碳水平比今天高得多，這也為真菌的生長提供了條件。
不過，雖然食物充足，環(huán)境適宜，但是要在陸地上開枝散葉，提高后代的生存幾率，還需要有優(yōu)越的繁殖策略，“原始杉樹”的策略就是進化出巨大的子實體。子實體是高等真菌產生的多細胞結構，其中有子實層。子實層的部分細胞可發(fā)育成擔子或子囊，并產生有性孢子。巨大的子實體更有利于孢子的散布，從而提高了它們自身種群的存活率。
可惜的是，隨著維管植物繁盛、陸地上動物的大爆發(fā)，這種真菌的“敵人”越來越多，它們的生存空間受到植物的擠壓，被動物啃食，最終還是滅絕了。盡管它們已經滅絕，但是這種巨大的真菌的出現(xiàn)對地球生物的進化產生了重要的影響。
生物進化背后的功臣
研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)，在植物剛開始出現(xiàn)時，真菌為它們提供了重要的幫助，可以說如果沒有真菌，就沒有現(xiàn)在地球上種類繁多，充滿生機的植物。
4億年前的二氧化碳水平比今天高得多。對于現(xiàn)代植物來說，高二氧化碳含量意味著更高的生產力，但對于生長在貧瘠的巖石土壤上的早期無根植物來說，礦物質的獲取，尤其是磷，會限制它們的生產力。真菌是共生關系方面的專家，它們與植物的菌根共生關系可以幫助植物獲取磷，使它們能夠使用更多的二氧化碳來建造更多的植物材料。真菌幫助早期植物生存的同時，也為改造地球環(huán)境做出了貢獻。
原始杉樹滾下山坡，將地衣粘在了身上
隨著植物在地球上繁盛起來，更多的植物將二氧化碳鎖在體內，它們死去之后將被土壤掩埋，植物體內的碳也被埋到地下，從而使全球二氧化碳的水平下降。此外，菌根還會增加巖石中硅酸鹽礦物的風化作用，從而增加碳從大氣到海洋沉積物的循環(huán)。在很長一段時間里，早期植物和它們的真菌伙伴將地球大氣變成了一個低二氧化碳、高氧氣的環(huán)境。
對于我們人類而言，最重要的真菌也是那些附著在可食用農作物根部的真菌。科學家在大約80%的現(xiàn)代植物物種中發(fā)現(xiàn)了菌根真菌，這些真菌幫助農作物從土壤中吸收所需的礦物質，以換取穩(wěn)定的碳水化合物供應。有了它們，我們的農作物才能長得更好。
真菌是一種特殊的生物，它不是動物，也不是植物，它的種類很多，據(jù)估計，地球上有220萬到380萬種真菌，其中，人類已知的只有不到15萬種。盡管一些真菌是致命的隱形殺手，不僅威脅著植物的生存，威脅著蛙類、蝙蝠、蜜蜂等動物的生存，也威脅著人類的性命——全球每年因真菌感染而死亡的人大約有160萬。但與此同時，真菌也是人類抗生素研發(fā)的原料庫，有些還被用于生產治療精神疾病的藥物。來自大約4億年前的“原始杉樹”化石不僅讓人大開眼界，見識到真菌中的巨無霸祖先，也讓我們了解了真菌與其他生物、真菌與地球環(huán)境之間的互助互利的歷史，這或許能給科學家以啟發(fā)，探索如何發(fā)揮真菌的作用，為我們所用。
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