陆上生命的根源：菌根菌

我们目前还不清楚“菌根”关系最初是怎么形成的。有些人大胆提出，最初的相遇是湿黏而没有条理的-藻类被冲上泥泞的湖岸和河岸，而真菌在这些藻类体内寻找食物和庇护。有些则主张，藻类来到陆地时，体内已经带着真菌伙伴了。利兹大学（UniversityofLeeds）教授凯蒂.菲尔德（KatieField）解释，不论如何，“它们很快就变得依赖彼此”。

常出现于儿童绘本的毒蝇伞，就是一种能与植物共生的菌根真菌

菲尔德是一位杰出的实验者，投入多年的时间研究现存最古老的植物支系。菲尔德用生长箱模拟远古的气候，并用放射性示踪剂，测量生长箱里真菌和植物之间的交换作用。真菌与植物的共生方式提供了线索，让我们了解植物和真菌迁移到陆地的最早阶段是怎么互动的。化石也让我们一瞥这些早期的联盟。最精细的样本来自大约四亿年前，含有明确的菌根菌痕迹──羽状瓣和今日一模一样。菲尔德赞叹道：“你可看到真菌居然就长在植物细胞里。”

最早的植物几乎只是一坨绿色组织，没有根或其他特化的结构。而这些植物逐渐演化出粗糙的肉质器官来容纳真菌同伴，真菌则搜寻土壤中的养分和水。最初的根演化出来时，菌根关系已经存在五千万年了。菌根菌是陆地上后续所有生命的根源。菌根（mycorrhiza）这个词真是取得好。根（rhiza）随着真菌（mykes）存在于世。

数亿年后的今天，植物演化出更细、生长更快、更能见机行事的根，这些根表现更像真菌。不过即使是这些根，探索土壤的表现也无法超越真菌。菌根的菌丝比最细的根细了五十倍，长度可以超越植物根部达一百倍，比植物根部更早出现在植物上，延伸到根系之外。有些研究者更进一步。我的一位大学教授向一班吃惊的学生吐露：“植物其实没有根，只有真菌根，也就是菌根。”

毒蝇伞在树的细根上形成的外生菌根

菌根菌太多产，菌丝体占土壤中活生物量的二分之一到三分之一。根本是天文数字。全球土壤表层十公分之中，菌根菌丝的总长度大约是我们银河系宽度的一半（菌丝长4.5×1017公里，银河系宽度9.5×1017公里）。如果把这些菌丝熨成一片，总表面积是地球上干燥土地面积的二点五倍。然而，真菌不会停滞不动。菌根菌丝迅速死去、再度生长（一年十到六十次），一百万年后，累积的长度会超过已知宇宙的直径（菌丝长4.8×1010光年，已知宇宙直径是9.1×109光年）。菌根菌已经存在了大约五亿年之久，而且不限于土壤表层十公分的地方，所以这些数字显然低估了。

植物和菌根菌在彼此的关系中产生一种极化现象-植物的茎处理光与空气，真菌和植物的根则处理周围的土壤。植物把光和二氧化碳打包成醣类和脂质。菌根菌则把固着在岩石里的养分拆开，分解物质。这些是真菌在双重栖息位下的情况-真菌一部分的生命发生在植物体内，一部分在土壤中。菌根菌驻扎在碳进入陆生生命循环的入口，牵起大气和土地的关系。时至今日，菌根菌就像挤进植物叶和茎里的共生真菌，会帮助植物应付干旱、炎热和其他许多陆地生命一开始就有的逆境。我们称为“植物”的，其实是演化成来栽培藻类的真菌，以及也演化来栽培真菌的藻类。