地球上83%对气候具有关键作用的真菌尚未被发现

地下真菌可能是地球应对气候变化最强大却最被忽视的盟友之一,然而其中大多数仍不为科学界所知。这些仅通过DNA被识别的"暗分类群"占据了外生菌根真菌(帮助森林储存碳并茁壮成长的菌类)物种的83%,其热点分布区位于热带森林及其他研究经费匮乏的区域。由于缺乏命名,它们在保护工作中始终处于隐形状态。科学家们正呼吁加强DNA测序和国际合作,让这些关键生物在其栖息地乃至自身彻底消失前重见天日。

据估计,地球上约有200-300万种真菌,其中仅有15.5万种被正式描述。现在,6月9日发表在《当代生物学》上的一篇综述显示,高达83%的外生菌根真菌属于所谓的"暗分类群"。这项研究有助于识别未知菌根真菌的地下热点区域,这些区域分布在东南亚、中南美洲的热带森林、中非的热带森林和灌木地、蒙古上方的萨彦山脉针叶林等地。这一发现对生物多样性保护具有重要意义。

名称在自然科学中很重要。传统上,一旦一个物种被描述,它就会被赋予一个双名——由两个拉丁词组成的名称,描述其物种和属。这些名称用于对真菌、植物和动物进行分类,是保护和研究的关键标识符。野外发现的大多数菌根真菌是利用环境DNA(eDNA)——生物体脱落到环境中的遗传物质。科学家从土壤和根系样本中提取真菌eDNA,对该DNA进行测序,然后通过生物信息学流程运行这些序列,将序列与已描述的物种进行匹配。对于暗分类群,则没有匹配结果——只有一串串的A、G、C、T碱基。

"我们距离将所有真菌DNA序列与已命名物种关联起来还有很长的路要走,"第一作者劳拉·范·加伦说,她是一名微生物生态学家,就职于地下网络保护协会和瑞士苏黎世联邦理工大学。"环境DNA作为检测真菌物种的研究工具具有巨大潜力,但我们不能将未命名的物种纳入保护计划。你怎么能保护一个尚未被命名的东西呢?"

外生菌根真菌是菌根真菌中最大的类群之一,与全球约25%的植被形成共生伙伴关系。外生菌根真菌每年促进超过90亿吨二氧化碳的封存(超过全球化石燃料年排放量的25%),并通过调节养分循环、增强胁迫耐受性,甚至分解污染物来帮助地球森林发挥功能。

研究人员的工作发现,外生菌根真菌的暗分类群在地球上并非均匀分布。"全球存在暗分类群高度集中的热点区域,但特别集中在东南亚、南美部分地区和非洲的热带地区,"范·加伦说。"大多数外生菌根真菌的研究都集中在北方,但中纬度和南半球地区显示出是许多未知物种家园的迹象。这意味着资源和资金分配存在不匹配。我们需要弥合这一差距,促进更多热带和南半球地区的研究人员专注于识别这些极为重要的真菌。"

研究人员就我们如何开始将这些真菌从阴影中带出提出了建议。"减少暗分类群问题的一种方法是收集、研究和测序蘑菇及其他真菌,"合著者卡米尔·特鲁昂说,她是SPUN的菌根生态学家,也是澳大利亚维多利亚皇家植物园的研究科学家。"相反,有些蘑菇已经在植物园的收藏中放置了几十年。应该紧急对这些进行测序,这样我们有望开始将它们与其中一些暗分类群匹配起来。"

许多未被识别的真菌物种与那些本身濒临灭绝的植物有关。"我们现在面临风险,"范·加伦说。"如果我们失去这些寄主植物,我们可能也会失去非常重要的、我们还一无所知的真菌群落。"

技术是可用的——缺少的是关注。"我们真的需要更多地关注土壤中的真菌,以便我们能够了解这些物种,并在失去它们之前保护和保存它们,"范·加伦说。研究团队希望保护组织能够利用这些信息来保护地下生物多样性的热点区域,即使这些物种仍然没有名字。