晨霧中的公園草坪，肉眼難辨的菌絲正在土壤中編織著“地下互聯(lián)網(wǎng)”；超市貨架香蕉等待被挑選的同時，東南亞種植園內(nèi)鐮孢菌引發(fā)的香蕉枯萎病正醞釀著香蕉品種更替；ICU病房中，人類正與耐藥真菌對峙，這些真菌通過快速突變逃避藥物攻擊……這些微小的生物既能幫助植物生長，也是導(dǎo)致某些物種滅絕的罪魁禍首，還是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的“終極挑戰(zhàn)者”。

圖1 不同品種的香蕉

（圖片來源：參考文獻[3]）

所以，對于微生物，我們需要保護嗎？科學(xué)家們給出了答案——近日，在美國斯克利普斯海洋研究所舉行的會議上，一個由科學(xué)家和環(huán)保人士組成的多學(xué)科小組倡議，要像保護瀕危物種一樣保護微生物。

真菌是真核微生物的核心類群，與細菌等原核微生物共同構(gòu)成了地球微生物圈的功能支柱。6.35億年的進化積淀使真菌在人類文明的地質(zhì)紀元上刻下不可磨滅的印記，但是，你可曾想過——如果它們突然消失，地球文明是否會面臨崩塌的結(jié)局？

回答這個問題之前，讓我們先來認識一下生活中常見的真菌。

酵母菌：征服人類味蕾的真菌

當?shù)谝豢谒绍浀拿姘|碰舌尖，享受美味的同時，很少有人意識到，人類利用真菌的歷史已經(jīng)跨越幾千年。若沒有酵母菌，人類的餐桌上將失去啤酒的麥香、巧克力的醇厚，甚至連最基礎(chǔ)的發(fā)酵面食都會成為奢望。

當我們將酵母揉入面團，這些單細胞真菌立即開始工作——它們以面粉中的麥芽糖為原料，通過有氧呼吸快速增殖；待氧氣耗盡后，又無縫切換至無氧發(fā)酵模式，持續(xù)釋放二氧化碳。這些氣體充斥在含有面筋的面團內(nèi)，將其體積不斷撐大，最終形成均勻的蜂窩狀氣孔結(jié)構(gòu)。

不止于此，在烤箱升溫的瞬間，酵母菌在高溫中消亡前，還會留下香甜的“饋贈”——酒精與芳香化合物。當酒精蒸發(fā)遇熱，面包孔隙獲得均勻支撐；與此同時，產(chǎn)生的香味物質(zhì)與面粉中的糖分發(fā)生褐變反應(yīng)，形成面包特有的香氣和金黃色表皮。

如果沒有馴化酵母菌，人類飲食史將退回至單調(diào)的“生面團時代”，更別提依靠發(fā)酵技術(shù)保存食物、釀造酒精飲料的文明進程——畢竟，啤酒的釀造史可追溯至6000年前的美索不達米亞，而酵母菌正是這場味覺革命的核心引擎。

從青霉菌到“超級真菌”：進化天平的兩端

1928年，弗萊明實驗室中被青霉菌污染的培養(yǎng)皿，意外改變了醫(yī)學(xué)史。青霉菌分泌的β-內(nèi)酰胺類物質(zhì)是一種“天然抗生素”，將感染死亡率從80%驟降至5%，使外科手術(shù)感染致死率降低90%，甚至為癌癥化療等免疫抑制療法奠定了基礎(chǔ)?？梢哉f，沒有真菌產(chǎn)生的這類“天然抗生素”，人類至今仍要面對肺炎鏈球菌等致命威脅。這一發(fā)現(xiàn)不僅拯救了千萬生命，更改變了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展軌跡。

然而，在天平的另一端，真菌帶來的負面影響也在加碼。

在東南亞香蕉種植園，鐮孢菌引發(fā)的巴拿馬?。ㄏ憬犊菸。┮炎屧?jīng)風(fēng)靡全球的“大麥克香蕉”因絕收徹底退出市場。如今，絕大多數(shù)出口香蕉是卡文迪許香蕉——口感下降但抗鐮孢菌。

當我們使用抗生素時，真菌也早已在土壤與城市縫隙中進化出新的生存策略——發(fā)展出耐藥性。例如令人擔(dān)憂的耳念珠菌，它是一種能抵抗絕大多數(shù)抗真菌藥物的“超級真菌”，導(dǎo)致免疫缺陷患者死亡率高達60%。如果真菌的抗藥進化持續(xù)失控，人類可能面臨無藥可用的困境。

圖2 據(jù)報道具有抗真菌耐藥性的真菌種類。

顏色越深表明被報道的抗真菌耐藥性的真菌種類越多。左圖（藍色）描繪了作物病原體對唑類物質(zhì)的耐藥性時空記錄。右圖（紅色）描繪了人類病原體煙曲霉、白色念珠菌、耳念珠菌、光滑隱球菌、格特隱球菌和新型隱球菌對唑類物質(zhì)的耐藥性的時空記錄。

（圖片來源：參考文獻[4]）

擔(dān)子菌：小小真菌具備強大實力

實際上，真菌的影響力遠超微觀尺度。例如，擔(dān)子菌（包含了絕大多數(shù)食藥用菌、毒蘑菇等大型真菌及銹菌、黑粉菌等重要的植物病原真菌）不僅能夠在大片森林生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮舉足輕重的作用，還能成為人類經(jīng)濟發(fā)展的重要推動力。

美國俄勒岡州有一片占地近900公頃的奧氏蜜環(huán)菌，其菌絲網(wǎng)絡(luò)已持續(xù)生長了2400多年。這種真菌以及其它菌根菌（例如紅菇屬、牛肝苗屬等）的菌根網(wǎng)絡(luò)能將整片森林的樹木連接起來：成熟樹木通過菌絲向幼苗輸送養(yǎng)分，病樹則將資源轉(zhuǎn)移給健康個體。若沒有這種“森林互聯(lián)網(wǎng)”，許多樹種可能在競爭中滅絕，森林生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)將面臨癱瘓。

圖3 奧氏蜜環(huán)菌（Armillaria solidipes）

（圖片來源：Wikipedia）

而在中國脫貧戰(zhàn)場上，羊肚菌、牛肝菌等食用真菌則成為“點土成金”的鑰匙——通過人工栽培技術(shù)，成功將貧瘠土地轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟資源。據(jù)農(nóng)民日報報道，到2023年，全國92個脫貧縣將食用菌產(chǎn)業(yè)確定為幫扶主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一。福建農(nóng)林大學(xué)林占熺團隊研發(fā)的菌草栽培更創(chuàng)造了生態(tài)奇跡：用草本植物替代木材栽培食用菌，據(jù)福建省有關(guān)部門統(tǒng)計，在1991-1995年，僅福建省菌草栽培食藥用菌共示范推廣12.39億筒（袋），累計增加產(chǎn)值22.46億元，農(nóng)民增收17.8億元，節(jié)約木材51.26萬立方米。

如果沒有這些作為“大地的分解者”的真菌，人類不僅失去了部分美味食材，更可能喪失一種可持續(xù)發(fā)展模式。畢竟，真菌是地球碳循環(huán)的關(guān)鍵一環(huán)。

真菌消失之問：保護才是最優(yōu)解

回到最初的問題，如果沒有真菌，這個世界會變成什么樣？我們可以初步預(yù)想到的是，若沒有真菌分解枯枝落葉，森林將被腐殖質(zhì)掩埋；若沒有菌根幫助植物吸收養(yǎng)分，陸地植被可能大片死亡；若人類腸道中的真菌群落失衡，消化系統(tǒng)疾病將成為新的流行病。

然而，人類對真菌的認知仍處于初級階段?？茖W(xué)家推測地球上存在220萬至380萬種真菌，但我們僅命名了12萬種。真菌消失更嚴峻的后果呢？糧食危機、耐藥瘟疫與氣候劇變可能都與這個掌控地球物質(zhì)循環(huán)的“操盤手”息息相關(guān)。

因此，真菌的重要性，不言而喻。它們用菌絲連接生態(tài)，用次生代謝物改寫醫(yī)學(xué)，分泌的酶類助力突破生物能源開發(fā)瓶頸。盡管部分病原真菌對人類健康與農(nóng)業(yè)構(gòu)成威脅，但這更凸顯了平衡研究的必要性。

站在生物多樣性喪失的臨界點，我們應(yīng)當意識到，真菌不是地球的過客，而是文明進程的共演者。畢竟，在真菌6.35億年的生存智慧面前，人類文明不過是初窺門徑的學(xué)徒。而理解它們、保護它們，或許是我們維系這顆藍色星球持續(xù)正常運轉(zhuǎn)的必要條件。

參考文獻

[1] 盛建菊.酵母發(fā)酵對吐司面包品質(zhì)和風(fēng)味的影響研究進展[J].糧食與油脂,2025,38:1-5.

[2] 劉久鋒.一棒菇，撐開脫貧群眾“致富傘”[N].農(nóng)民日報,2024-04-17(004).

[3] Maryani N, et al.Phylogeny and genetic diversity of the banana Fusarium wilt pathogen Fusarium oxysporum f. sp. cubense in the Indonesian centre of origin [J]. Studies in Mycology. 2019, 92:155-194.

[4] Fisher MC, et al. Worldwide emergence of resistance to antifungal drugs challenges human health and food security [J]. Science. 2018, 360: 739-742.

[5] Kumar H, et al. Candida Auris: an emerging multidrug-resistant fungal pathogen in the United States and the urgent call for action [J]. Microbiol Insights. 2023, 16:11786361231200836.

[6] Delavaux CS, et al. Mycorrhizal feedbacks influence global forest structure and diversity [J]. Commun Biol. 2023,6:1066.

[7] Hawksworth DL, et al. Fungal diversity revisited: 2.2 to 3.8 million species [J]. Microbiol Spectr. 2017, 5:10.1128/microbiolspec.funk-0052-2016.

出品：科普中國

作者：韓楠（生物學(xué)博士）

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