汪碧涵
菌根是真菌與寄主植物的根形成的共生聯合體,外生菌根菌的菌絲在寄主細胞間生長,受侵染的根尖被菌絲所構成的菌絲套包覆,而由根向外伸出來的菌絲在土壤顆粒間延伸生長,佔真菌菌落大部分的菌絲量。它們在土壤中有效地吸收水分與養分,除供給自己代謝與生長所需,也輸送給菌落另一端 菌根中的菌絲,將多餘的水份與無機養份提供給植物,同時在根部交換植物提供的碳水化合物與維生素。這樣的共生構造,使菌根菌的菌落宛如大量向外延伸的宿主根系,大幅提高與土壤的接觸表面積與總量,增大根系的生理活動區,提高植物從土壤吸收水分與氮、磷、鉀、鈣等養分的能力,增強植物對乾旱等逆境的耐受性。而宿主植物為獲取共生菌所提供源源不絕的資源,將百分之三十光合作用產物用在共生菌上,彼此成為互利共生的夥伴。
菌根真菌在森林中參與營養循環,維繫林木的活力與森林健康。外生菌根真菌有上千種,一種樹或許可以和上百種真菌建立共生關係,而每棵樹同時可以與多種真菌共生,實際上,大多數的針葉樹需要有菌根才能生長與存活。在生態系中,早期演替樹種與其宿主專一性的外生菌根菌共生是具有天擇優勢的,這些真菌可能抑制後續演替樹種的專一性外生菌根菌,使它們有拓殖障礙,導致種類較少,這樣的真菌網絡構成抑制後續演替樹種立足的機制。但是老樹的外生菌根菌群落有較多的多宿主菌種共生,在花旗杉純林中,多宿主的外生菌根菌與宿主專一性的外生菌根菌均佔優勢,因此花旗杉專一性菌種未能抑制西方鐵杉苗立足,而開始進行生態系中植物相的演替。
演替早期的樹種,先在棲地建立其專屬的菌根菌網絡,後續演替樹種小苗的植根,可以仰賴既有的菌絲網絡,例如西方鐵杉的小苗要在花旗杉的菌根菌網絡佔優勢的土壤中立足時,西方鐵杉首先與棲地中既有的多宿主菌根菌建立連結,使小苗得以立足,而對其專一宿主的外生菌根菌的倚賴度會減少,以降低欠缺共生夥伴不利生存的天擇壓力。至於非得與專一性的菌種共生的小苗,就只能長在有菌的地方,在較早的演替樹種居優勢的森林中,只要有少數的宿主生長,就有專一性的外生菌根菌,讓小苗得以存活。
* 圖說:1.針葉樹的外生菌根菌子實體,毒紅菇 (Russula emetica)。
* 作者:汪碧涵
* 圖說:2.針葉樹的外生菌根菌子實體、絨蓋牛肝菌 (Xercomus sp.)。
* 作者:汪碧涵