枯萎病：大灭绝时代我们如何与真菌共存

• 闻夕felicity

  2024-08-27
  飞船上总会残留一些孢子，清洁度也是针对特定的任务进行设定的。根据飞船在火星上的降落位置，科研人员会对清洁度进行调整。其中，生命探测任务和前往“特殊地区”任务（陆地生物可以繁殖的地方）的清洁度要求最高。”当毅力号前往火星时，根据美国宇航局的政策要求，整个飞船允许携带50万个孢子，探测器能携带大约4.1万个孢子。3
• 闻夕felicity

  2024-08-27
  1998年，俄罗斯和平号空间站出现了霉菌。这种真菌做了真菌能做的事（物质降解），它们生长在窗户的密封条、控制面板和电线周围。因此，空间站上的关键系统存在产生故障的风险。由于这种真菌可能已经在空间站上生活了十多年（自打这里有人居住开始），因此可以推断，这是一株突变株。英国广播公司在报道“来自太空的突变真菌”时，引用了一位记者的警告：“的确存在突变真菌，将来，它们有可能造成严重的损失。”2001年，这个国际空间站结束了它的飞行生涯，在重返地球大气层时，大部分零件都被烧毁了，只有少部分散落在南太平洋。当时，它是有史以来返回地球的最大航天器。几年后，科研人员公布了国际空间站的照片：有面墙上黏着3个毛巾挂钩，墙壁上则布满了深色的霉菌。为了防止和平号的情形再次上演，科研人员在飞船上安装了空气过滤器，并不间断地进行清洁，但这面墙上的霉菌看起来和浴室门背面的霉菌没什么区别。空间站的平均温度在21℃到23℃之间，再加上里面的湿度，这为真菌营造了一个“避风港”。2006年的一份空间站微生物调查报告显示，空间站里有几十种细菌和真菌。2最近，科学家们认为，霉菌有可能在宇宙飞船的外部生存。
• 闻夕felicity

  2024-08-24
  从北落基山脉到太平洋西南部都是抗松疱锈菌病松树培育项目的覆盖范围。其他科学家、遗传学家、护林员和育种家都参与了该项目。虽然没人确切地了解这些树的存活方式，也没人确切地知道它们抵御疾病的时限，但他们发现，许多抗性树木的后代在一段时间内似乎遗传了其抗性。°一开始，这棵树可能会表现出抗性，但10年、20年后就会死亡。也许，这种真菌能进化出对抗树木抵抗力的特定方法，让大家几十年的心血付之东流。无论从科学的角度还是从身体的角度，这都极具挑战性。在早期，这甚至会危及生命。糖松的球果长在树冠附近，有时距地面超过100英尺。当人们培育这种树时，护林员要手工为球果授粉；当种子成熟后，他们还要收集成熟的球果。杰拉德·巴恩斯于1962年加入美国林业局的树木育种计划，他在少年时期曾跟着茶藨子属植物徒步穿越偏远地区。据巴恩斯回忆，他最初的任务之一便是爬上一棵糖松。他曾陪着该项目的 区域遗传学家——汤姆·格雷特豪斯（Tom Greathouse）——为这些树木授粉。他们来到一棵特别高大的树木前，停下了脚步。巴恩斯用双筒望远镜看着遗传学家爬到了30英尺高的绿色枝干处。格雷特豪斯借助了一种名为“瑞士树木夹”的装置，这种树夹能让攀登者在光溜溜的树干上爬行，又不会给树皮带来太大的损伤。当反复攀爬同一棵树时，这非常重要。当格雷特豪斯到达树枝时，巴恩斯看着他自由地攀爬了几十英尺——没有借助树夹、绳索——就这样淹没在一片绿色中。他下来后，就轮到巴恩斯了。巴恩斯的任务是取回格雷特豪斯系在树顶的红丝带，他怀着忐忑的心情找回了丝带。在随后的20年里，巴恩斯的足迹留在了西部一些最高的松树上，他为它们检查锈病、授粉、取回松果。有一次，当他爬到树顶时恰巧遇到了地震；又有一次，一架带三角翼的飞机从他的头顶上俯冲而过，一时间，整棵树都在晃；还有一次，当他在严寒中突破积雪，就快来到165英尺高的树冠时，却因不小心跳到一根折断的树枝上...
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  2024-08-24
  在黄石国家公园，人们对松疱锈菌病的控制工作一直持续到了20世纪70年代。有些护林员想知道，这些幸存下来的树木是否具有遗传抗性；如果有的话，它们能否像其他植物一样繁殖？抗锈树的筛选和培育是一件新鲜事。农业植物的生长周期是以季或年来计算的，而树木的生长周期则长达数十年。这表明，培育新型遗传性状的农作物需要耗费几年的时间，而培育抗病树木则需要耗费几十年的时间。西部白松和糖松是抗松疱锈菌病育种计划里的第一批候选树，它们外观壮丽，不仅是珍贵的木材，还具有一定的观赏性。对于致力于拯救这些树木的科学家来说，这将是个“登月计划”，虽然几十年内无法看到任何成果，但这是一项有意义的挑战。
• 闻夕felicity

  2024-08-24
  一旦野外的蝙蝠、青蛙还有树木种群爆发了真菌感染，大多数科学家都会认为，这种病不会“消失”。这种曾经的新发真菌会留在森林里、池塘中或土壤里，感染一代又一代的宿主。在某些情况下，即便是离开宿主后，它们也能继续长时间存活。这就意味着，树木、蝙蝠或青蛙要想生存下去，就得找出一种能与这种潜在的致命真菌共存的方法。反过来，这至少又取决于两件事：一是幸存的种群中是否存在这种有利基因，二是如何及时地将这些基因扩散到更大的种群中保存下来。树木的成熟需要几十年的时间，如果我们依赖自然选择，在致死率极高的真菌侵袭某个种群的时候静候抗性基因的传播，那么我们就有可能失去那些已感染的种群，甚至是整个物种。1个世纪前，当商业运输的松树幼苗释放出疱锈病真菌时，这种真菌杀死了美国数百万棵五针松。那些存活下来的树木，包括白皮松、西部白松和糖松都是极其幸运的。也许真菌还没有渗透到它们所在的森林里，但幸存者却生活在枯死和垂死的树木中，这表明，它们对这种非本地疾病存在一定的自然遗传抗性。几个世纪以来，植物育种学家一直很重视某些有利的遗传特征（早在人们了解遗传学之前），例如植株抗病性更高、耐旱性更强，果实的糖分更高，种子更少，并在筛选、培育和种植时利用这些遗传特征，人为地推动进化。当人们广泛种植茶藨子属植物时，真菌曾为某些地区带来了严重的灾害，当年轻人奉命在树林里清除醋栗时，却意外地发现，到处都有奇怪的幸存者。`一棵糖松或一棵西部白松孤零零地矗立在哪里。20世纪50年代，至少在西方来看，一切控制松疱锈菌病的方法最终都以失败告终。
• 闻夕felicity

  2024-08-24
  自从农业出现以来，小麦就一直深受锈菌的困扰。1万多年后，我们依然被锈病所困扰，因为依赖小麦的人口越来越多。1999年，人们在非洲的小麦上发现了一种名为Ug99的剧毒锈菌。很多人都担心它们会扩散到全球。格尔说，Ug99菌株只是“大故事里的一个小篇章”，“还有成千上万种小麦秆锈病，以及其他小麦真菌病。例如，在20世纪80年代的某个时候，一种名为稻瘟病的疾病在小麦中传播。格尔和她的同事推测，大规模的水稻单一种植为真菌提供了进化的机会，让它们得以感染新宿主：小麦。”虽然单一栽培存在这些问题，但格尔并没有看到出路。“我们只能装作很有希望”，她说，50地球人口在不断增长，如果我们想要提供足够的粮食，“单一栽培是唯一的途径”，但这意味着真菌大流行将继续威胁我们的农作物。
• 闻夕felicity

  2024-08-23
  19世纪80年代初，法国植物学教授皮埃尔·玛丽·亚历克 西斯·米拉德（Pierre-Marie-Alexis Millardet）在梅多克（波尔多的某个地区）的葡萄园里发现了一个奇怪的现象，有些葡萄感染了白粉病。当时，有些种植者会用硫酸铜和氢氧化钙的混合物处理葡萄树，这些物质会沾在葡萄上，从而防止有人偷摘葡萄。但米拉德发现，经过处理后的葡萄树不会感染真菌，他想知道这种混合物是否能起到杀菌作用。事实的确如此，这种混合物能在不伤害葡萄树的前提下，起到杀菌作用。至少故事是这样讲的。米拉德可能已经知道，这种混合物能预防真菌感染。“1年后，“波尔多”（Bordeaux）一词穿越了大西洋，并在帕特森的上司、美 国农业部植物病理学家贝弗利·加洛韦（Beverly Galloway）的推广下，火了起来。“此时，波尔多液已成为美国首选的农作物杀菌剂，直至今天，它仍是一种流行的“有机”杀菌剂。但有个问题，波尔多液不能穿透植物。当残留在叶片上的铜被露水或雨水浸湿后，就能杀灭真菌。水分能加速铜离子的释放，铜离子会破坏蛋白质，因此，它会破坏真菌和其他病原体的酶。这是一种局部治疗而非系统治疗，只有当真菌暴露在植物的叶片、茎秆上时，才能达到最好的治疗效果。当人们喷洒了波尔多液后，雨水会令其丧失药效（同时还会引起铜离子的积蓄，生活在这里的农作物几十年来都要面对这个问题）。“就栗树而言，如果能在真菌孢子萌发前喷洒波尔多液，那么它们就能对抗枯萎病。”一旦真菌侵入树木的内部，这些局部治疗就会丧失疗效。即使有用，还要考虑如何给参天大树的枝干喷洒剂量合适的杀菌剂，从而控制疾病。
• 闻夕felicity

  2024-08-23
  过去，伐木工砍伐了无数棵东部白松，将它们制成船只的桅杆。殖民时期，英国海军将新大陆森林里的白松制成桅杆，扬帆远航，开启新的征程。他们的屋内随处可见宽阔的木地板。他们还用一种古老的植物——“美国五叶松”来雕刻雕像（鹰或女人的半身像），以此来装饰船头。01691年，为了防止殖民地的居民将最好的木料占为己有，英国王室颁布了一条公告：最大的树不能归个人所有，凡“直径达到24英寸”的树都归国王。”对于想获取物资、想搞建设的人来讲，他们的不满情绪随着这项条例的颁布日益增长。后来，古树和本地树木的供应量开始缩减，英国人便想自己种植白松，因此他们将种子送回了本国。虽然最后种成功了，但它们的茂盛程度却比不上原产地。几个世纪后，森林逐渐变成了原野，伐木工的效率也越来越高，森林中高价值的林业资源已近枯竭。随之而来的便是重栽计划，要想覆盖新英格兰地区数千英亩的土地，就需要大量的树苗，这种需求远超当地苗圃的培育能力。讽刺的是，假如从德国、法国和荷兰的苗圃中进口这种树苗，会更划算。欧洲不仅拥有经验丰富的园丁，在植物育种方面也颇有建树。因此，有一段时间，美国的护林员和苗圃主从欧洲引进了数百万棵白松苗。2仅1909年，一家德国苗圃就将数百万棵松苗运送到美国的数百个地区。3但他们送来的不仅是白松苗，还有其他东西——其中有些幼苗感染了松疱锈菌病。
• 闻夕felicity

  2024-08-12
  2010年，卡萨德瓦利和莫妮卡·加西亚·索拉切（MonicaGarcia-Solache）曾共同在一份科学杂志上发表过一篇评论文章。他们猜想，地球温度的升高不仅有可能改变（增加）致病性真菌的地理范围，还可能筛选出一些对体温有更高耐受性的新发真菌病原体。”时间来到了2019年，耳道假丝酵母菌出现了，卡萨德瓦利和同事们认为，这种真菌可能是首个由气候造就的新发人类真菌病原体。他说，当我们步入现在这个高温世纪后，有些真菌将适应这种高温，打破“真菌滤器”，这点令人担忧。“目前，环境中的大部分真菌根本无法适应我们的体温，但一旦有真菌能适应更高的温度，我们就有可能暴露在新发病原体下。这就是我曾针对耳道假丝酵母菌提到的观点。”1
• 闻夕felicity

  2024-08-12
  十几年前，约翰斯·霍普金斯大学布隆博格公共卫生学院（Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health）的微生物学家和免疫学家阿图罗·卡萨德瓦利（Arturo Casadevall）曾发表过一篇论文，他认为，真菌对温度的耐受性相对较低，这可能是哺乳类动物崛起的原因。他将这种现象称为“真菌滤器”。”“哺乳类动物的代谢方式很奇怪”，他说，“我们要吃很多东西，很多人每天都要进食四到五餐。这还不是地球上其他哺乳类动物所消耗的食物量。进入体内的大部分食物都用于维持体温”。5卡萨德瓦利认为，我们是高能量动物，一定有什么原因迫使我们选择了这种看起来并没有好处的新陈代谢方式。6早在2亿年前，地球的统治者是一些像雷克斯暴龙这样的巨型蜥脚类恐龙、剑龙以及兽脚亚目恐龙，直到6600万年前，哺乳类动物都不是地球上的优势物种。后来，一颗小行星撞击了地球，约有80％的动物物种（从恐龙到海洋里的无脊椎动物）都灭绝了。根据卡萨德瓦利的说法，小行星撞击地球后，“真菌开始大规模繁殖，这点通过化石就能看出来。每种幸存下来的动物都会接触到真菌孢子和潜在的病原体”。几千万年前的石灰岩、页岩和砂岩保留下来的不仅是骨头，它们还记录了蠕虫、植物和昆虫的痕迹，除此之外，还有植物的花粉和真菌的孢子。在历经了小行星撞击事件后，地球沉浸在一片死气里，到处都是动植物的尸体，枯黄的植物，垂死的动物，但这对真菌来讲，却是一场饕餮盛宴。地球上再也不会出现第二个爬行动物时代，因为真菌感染了爬行动物（它们易受真菌感染），在真菌的作用下，恒温的哺乳类动物得以幸存。虽然这是个假设，但它还能解释另一个问题，那就是为什么适应了人类体温的细菌和病毒所带来的危害远大于真菌。卡萨德瓦利认为，温度是我们对抗真菌的一种重要的防御措施，而它正在面临气候变化的挑战。温暖的环境可能促使某些真菌进化出高温适应机制...
• 闻夕felicity

  2024-07-31
  动物，即使是微小的动物，也要吃东西。我们在胃部消化食物。那真菌是怎么消化食物的呢？首先，它们会把消化液输送到环境里，里面的酶能分解动植物和其他微生物。被大风吹倒的白桦树、浴室的墙壁、一块奶酪、人类的尸体，都能通过这种方式转化成营养物质。以尸体为生的真菌，即所谓的腐生菌，它们会把皮肤、羽毛、树皮和叶片分解成分子，例如氨基酸、脂肪酸和单糖，而这些分子又是真菌、植物和其他生物的营养物质。然后真菌再从这些被分解的物质中吸收所需的营养物质。如果没有真菌，地球早已被尸体覆盖，根本无法生存。大部分真菌就算不与其他生物相互协作，也能相安无事。有些真菌则不然，有的甚至会以活物为食。虽然大多数真菌能滋养生命，但真菌病原体却也会带走生命。