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科學家發現菌類「無腦」 但有智力

別小覷沒有腦袋的生物,科學家從菌類生長的模式和形態得知,菌類與人類一樣有思想,有溝通、決策和解難的能力。

日本東北大學農業科學院的森林生生態學者深澤遊(Yu Fukasawa)研究生長在枯木上的真菌Phanerochaete velutina。這種枯木菌會分解木質,在木材表面形成絨毯狀,白色的菌絲以線狀結構擴散。為了驗證菌類是否懂得決策,研究人員設置實驗,讓枯木菌分別在中空圓形和十字形的枯木陣上生長,比較菌絲在兩個不同佈局中的延伸形態和腐蝕木頭的表現。研究人員假設,倘若菌類沒有「思想」和「決策力」,在兩個佈局中的生長模式和分佈應該相若。經過116天,結果教研究人員吃驚。

會分解木質的真菌Phanerochaete velutina。(圖片來源:James Lindsey at Ecology of Commanster)
會分解木質的真菌Phanerochaete velutina。(圖片來源:James Lindsey at Ecology of Commanster)

在圓形木陣裡,每塊木頭上的菌絲索數目和分佈相若,菌絲在圓形外圍連結起來,中央部位一直空置,可見菌絲網絡「認為」向內延伸沒有好處。研究人員相信:「不同位置的菌絲會彼此溝通,傳達訊息,讓菌絲得知圓的中心不是棲息的好地方。」

至於十字形的枯木陣,最外圍四點的真木菌明顯長得比較密集。科學家分析,那是因為菌絲視外圍的枯木為「哨站」,是拓展的起點,反觀中心位置的菌絲網絡較稀疏。

Credit: ©Yu Fukasawa et al.
Credit: ©Yu Fukasawa et al.

這項剛在學術期刊《Fungal Ecology》發表的研究報告顯示,菌絲延伸狀態會隨著木頭形狀而改變生長方向,反映菌絲有能力「辨認」其棲息的空間佈局,並會隨之調節腐蝕枯木的活動。

深澤遊說:「菌類的能力令人吃驚!它有記憶,會學習和作決定,解決問題的能力可以與人類比擬。菌類與大自然的關係猶如下象棋,而菌類是贏家。」

真菌以釋放出孢子作繁殖,孢子會萌芽,在地下形成錯綜複雜而綿延的菌絲。我們通常看見的菇狀,只是真菌露出地上的部分。有文獻顯示,一條菌絲可以繁衍成面積達900頃的網絡,一個真菌生物體可以延伸至2,000英畝範圍(1英畝大約4,000多平方米)。菌絲網絡猶如人類腦袋的神經系統網絡,有傳遞訊息的功能,而菌絲網絡訊息的電子脈沖跟人類的詞彙十分相似。

深澤遊認為:「科學界側重於研究動物和植物,對菌類的理解相當有限,這項研究有助我們加深了解菌類的生態,以及生物體各有認知功能。」

精密的反饋機制和對環境的評估能力令菌類能夠以極高的效率運用資源,例如菌絲懂得向資源充裕的地方發展,在那裡加快生長速度,攝取更多營養備用。

菌類在解難和建立網絡時運用的策略,為科學家帶來了啟示。一些科學家正在積極研究菌絲「思考」的演算法,試圖拆解其高效傳遞訊息和協調的關鍵,應用在可持續城市規劃和電訊系統發展等方面。

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