什么!你平常吃的平菇、鸡腿菇……竟然也“吃肉”?

发布时间:2024-09-19

在众多人看来,蘑菇常被视为植物,尤其是在市场和超市中,它们一直被当作蔬菜销售。

然而,作为“根正苗红”的真菌,蘑菇与植物之间却存在本质的区别。

它们的细胞没有叶绿素,因此无法通过光合作用获得营养,只能通过寄生或腐生方式生存。

但在真菌家族中,有些不甘于简单的寄生生涯,竟然掌握了捕食动物的本领。

如果你提到能够捕食昆虫的植物,大家可能会想到捕蝇草和猪笼草。

它们通过特殊结构捕捉昆虫等小动物。

那么,真菌是如何捕食动物的呢?

今天,我们将探讨那些“爱吃肉”的蘑菇们究竟拥有怎样的本领。

01

肉食蘑菇的初探

早在1884年,德国的学者Zopf意外发现一种名为 寡孢节丛孢 (Arthrobotrys oligospora)的真菌,具有捕食线虫的能力。

线虫其实是一个假体腔动物群体,种类繁多(近30000种),栖息环境各异(包括淡水、海洋和陆地)。

其个体通常很小,体长在0.5-3毫米之间,常栖息于土壤或寄生于动植物上。

线虫具备强大的繁殖能力,适宜条件下可以迅速繁衍出大量个体。

例如,寄生于植物根部的根结线虫、松材线虫,以及寄生于昆虫的铁线虫等,都是通过短时间内的快速繁殖,给宿主带来毁灭性的威胁。

由此可见,线虫是蘑菇栖息环境中最常见、最丰富的肉质来源。

因此,早期的真菌学家观察到的捕食性真菌大多以线虫为食。

而且,这些真菌一般归属于子囊菌或担子菌类,它们的有性世代多形成我们称之为“蘑菇”的子实体(即真菌的有性繁殖结构)。

像我们常见的平菇(糙皮侧耳)、云茸(大球盖菇)及鸡腿菇(毛头鬼伞)等,都是以线虫为食的真菌。

由此,科学家为这类真菌赋予了一个形象的统称——“肉食蘑菇”(Carnivorous mushroom)。

02

肉食蘑菇的“四大门派”

在自然界这个复杂的生态中,已知的肉食蘑菇种类超过700种,虽然数量庞杂,但依据其生活习性与捕食方法,大致可以分为“四大门派”:
1.捕食派

捕食派真菌就像武侠中的少林派,走的是真刀真枪、进行直接的对决。

它们依赖于由营养菌丝演变而来的捕食器进行捕食,战术多种多样。

但最终还是通过下套来捕捉线虫。

捕食器形态各异,但研究发现主要形成了两个进化谱系:
一类则是产生收缩环的真菌 另一类则是形成粘性捕食器的真菌 ,包括三维菌网、粘性球和粘性分支等。

2.内寄生派

内寄生派真菌犹如武侠的武当派,以柔克刚、以巧取胜。

它们主要是 通过产生囊孢子、粘性孢子和吞食孢子三类孢子,实现虫体表面的附着或侵入体内 ,最终形成寄生关系以杀死虫子。

这里的孢子其实指在离开亲本之后能直接或间接发育成新个体的生殖细胞。

大家熟悉的 冬虫夏草 ,便是鳞翅目昆虫幼虫因食用虫草属真菌的孢子而被寄生后形成的。

3.卵寄生派

相比“猛烈直白”的捕食派和“内力反击”的内寄生派,卵寄生派真菌更像是不务正业的小角色,平日隐匿于宿主植物上。

它们一般寄生在线虫的胞囊、卵囊或虫卵上,借助虫体内的营养生长,并抑制卵的孵化。

现在常用于防治根结线虫的淡紫拟青霉(Paecilomyces lilacinus)就属于这一派。

4.产毒派

产毒派真菌可以比作金庸小说中的毒术高手欧阳锋、丁春秋等。

它们通过分泌毒素来杀死或抑制线虫的生理活动。

这类真菌分泌的毒素主要通过麻痹神经、损坏体壁或抑制功能酶的途径实现杀虫效果。

我们常吃的平菇(糙皮侧耳)便是产毒派的佼佼者。


A.线虫在长有糙皮侧耳菌丝的培养皿中移动;
B.线虫接触到菌丝上的毒素(Droplet);
C.约一分钟后,线虫便被毒素麻痹;
D.72小时后,线虫被糙皮侧耳逐渐分解。

03

“武器大师”——肉食蘑菇

孙悟空有金箍棒,关云长持偃月刀。

在中国,神灵凭借法宝而位居高低,武将依靠宝刀斩敌。

无论谁,要想在江湖上立足,缺一把称手的武器恐怕早已就会遭遇厄运。

介绍完肉食蘑菇的门派出身,接下来说说它们所进化出来的捕食“武器”……

1.三维菌网

所谓三维菌网,是由真菌的营养菌丝互联形成的网状结构。

这种结构的形成是有效利用线虫没有视觉器官的特性。

真菌利用这种陷阱静待“猎物”,线虫一旦进入菌网,粘性菌丝就会将其紧紧困住,并慢慢消化吸收。

2.粘性球

粘性球是一种球形或近球形的细胞,通常是由真菌的营养菌丝发育而成。

表面的纤维状胞外聚合物使其具有粘性,能通过粘附线虫后,菌丝再予以侵入与消解。

除球形粘性捕食器外,一些真菌还会利用菌丝形成粘性分支结构。

3.非收缩环

非收缩环,形态有如人类狩猎时的套索,但无法收缩。

由细小的分枝经细胞融合形成3个或4个细胞的环。

当线虫进入环中后,虽然无法收缩,附着的粘性物质却能将其困住,最终难逃被捕的命运。

4.收缩环

相较于前三种武器,收缩环是一类更为精巧的捕食器。

它通常由3个细胞组成,线虫一旦进入环内,细胞会迅速膨胀从而捕获。

这种机制与人类设计的触发式捕猎陷阱类似。

收缩环能够快速收缩,正因线虫对环内壁细胞施加了压力。

在细胞信息传递的过程中,环上的3个细胞在0.1秒内迅速膨胀,锁住线虫,然后菌丝逐步穿透并消化其全身。

5.棘状小球

棘状小球是近几年在毛头鬼伞中发现的新捕食武器。

真菌利用自身菌丝形成像铁蒺藜一样布满尖刺的小球。

这些小球会划伤经过的线虫,导致其丧失行动能力,最终被菌丝捕食。

6.孢子

除了制造捕食器,有些真菌还可能产生孢子,作为“糖衣炮弹”吸引虫子。

这些孢子对虫子(不仅仅是线虫)来说美味可口,但它们就像武器一样,形状各异,有钩、有尖、有刺、有刃……
形状的多样性使得孢子能够牢牢粘附于虫子的消化道。

一旦孢子进入,它们会在虫体内生根发芽,直至刺破肠道并蔓延全身,最终将其杀死并消化。

此外,有些真菌还可产生会游动的孢子,像导弹般自主寻找攻击目标,附着在虫体或虫卵上进行寄生。

7.毒素

不同于捕食器和孢子,真菌利用代谢产生毒素来麻痹和杀死线虫更加高效。

研究发现,肉食蘑菇产生的杀虫化合物包含醌类、生物碱、萜类、肽类、呋喃类等近100种大类化合物,其中不乏具有广谱杀虫效果的代谢产物。

但放心,这些化合物虽然对虫子致命,但对人类却不会造成伤害,因此我们能够安心地将侧耳科的蘑菇用作美食,至今已千年。

04

蘑菇为何会“吃肉”?

在大众的眼中,蘑菇像植物般,无法“移动”,为何要冒险捕食比自己更“高等”的动物呢?

其实,原因无他——营养不够!

众所周知,蘑菇生长于腐木和枯叶,其主要成分是木质素和纤维素,这两种高分子物质通常连接成木质素-碳水化合物复合体,结构强韧难以降解。

即便真菌费劲地将其分解,这些枯枝烂叶也主要提供碳源。

而土壤、淡水及植物中大量存在的线虫,这些古老的、富含蛋白质的小虫子则是优质的氮源。

化石记录显示,肉食蘑菇大约起源于1亿年前的中生代,其通过动物体内获取氮源的生活方式大大拓宽了真菌的栖息环境,在适应更广泛生存条件上具有重要的进化意义。

05

生存还是死亡,这是个问题!

在漫长的进化过程中,面对艰难生存环境,真菌为了满足自身的营养需求,不甘于单调的生活,必须寻找其他生命形式获取所需养分。

这一简单而又永恒的目标,让肉食蘑菇们在进化中逐渐形成了高效精准的捕食能力。

肉食蘑菇:求求你们!我只是想吃饱而已!