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在世界上最干旱的一些地区，地表本身可能就是活的。看似薄薄一层深色结皮的沙漠土壤，实际上可能是一个微型生态系统，其中密布着苔藓、真菌、细菌、藻类和微小的动物。这些生物土壤结皮（biological soil crusts）有助于固定松散的土壤，储存养分，并保护地面免受侵蚀。苔藓是这些群落中最顽强的成员之一。它们可以脱水至近乎死亡的状态，然后在短暂的降雨后迅速复苏。有些物种能在裸露的岩石上生存，忍受极端高温，并长期耐受缺水。它们的耐久性甚至让科学家们探索苔藓是否有一天能帮助在地球以外的极端环境中维持生命。

传统认知的颠覆：苔藓并非“独行侠”

大多数陆地植物并非独自面对世界。超过85%的植物与真菌形成共生关系，帮助它们从土壤中获取养分。作为回报，真菌获得植物通过光合作用制造的糖分。在这些伙伴关系中，最重要的一类是从枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi, AMF）。这些真菌存在于约四分之三的植物物种中，以其在植物根部内部形成微小的分支结构（丛枝）而闻名，在那里可以进行养分交换。然而，苔藓长期以来被视为例外。与开花植物、树木和许多农作物不同，苔藓缺乏真正的根。几十年来，科学家们普遍认为所有已知的10,000种苔藓物种都生活在没有这种真菌伙伴关系的情况下。该研究的共同作者、加州大学河滨分校微生物学与植物病理学教授Jason Stajich指出：“这一直是模型。”他解释说，苔藓根本不需要真菌。

沙漠寻踪：DNA与显微镜下的惊人发现

为了检验这一假设，UC Riverside的博士生Kian Kelly从莫哈韦沙漠和索诺兰沙漠采集了苔藓样本，这些沙漠的白天温度可超过华氏100度（摄氏38度）。这些沙漠是严酷的野外场地，但也是研究生存策略的理想场所，因为水资源稀缺，热量巨大，生命承受着持续的压力。Kelly专注于生长在生物土壤结皮中的苔藓。在实验室中，团队研磨苔藓样本并搜寻真菌DNA。结果显示，真菌确实存在于苔藓内部。最出乎意料的发现是菌根真菌的存在，这类真菌已知依赖于植物伙伴。这些真菌并非仅仅是附近土壤中发现的相同生物体。沙漠苔藓内部的真菌群落也与从较不严酷环境中采集的苔藓中的真菌群落不同。Kelly表示：“我们怀疑某些真菌对于在更热、更干燥的气候中生存更有帮助。”这种模式降低了污染的可能性。如果真菌仅仅来自附着在苔藓上的泥土，研究人员会预期植物内部的DNA与周围土壤中的DNA更为相似。相反，结果表明了一种更具选择性的关系。

仅凭DNA无法证明真菌活跃地生活在植物组织内。为了寻找物理证据，Kelly用一种能与真菌结合的蓝色染料对苔藓组织进行染色，然后在显微镜下检查样本。在苔藓细胞内，他看到了分支状的真菌结构。Kelly说：“我一看到这个，就知道我们发现了真正有趣的东西。”这些结构类似于丛枝（arbuscules），即菌根真菌通常在植物根部内部构建的树状结构。但苔藓没有真正的根，这些结构出现在叶片中。因此，研究人员称其为“类丛枝结构”（arbuscule-like）。这些结构看起来与已知的其他植物中的养分交换位点相似，但科学家仍需证明苔藓和真菌是否真的在进行资源交换。在此之前，这种关系不能正式被描述为真正的共生。

演化启示与生态修复潜力

这一发现可能具有远超沙漠生态学的重要意义。苔藓属于古老的植物谱系，是一些最早生活在陆地上的植物的近亲。当植物首次从水中迁移到陆地时，它们面临着重大挑战：需要获取养分、避免干燥，并在没有水生环境支持的情况下生存。真菌伙伴可能帮助早期植物克服了其中一些障碍。植物与真菌关联的证据深埋于化石记录中，许多科学家认为这些伙伴关系是地球大陆变绿的核心。如果苔藓能够以科学家此前忽略的方式容纳菌根真菌，这可能会改变研究人员对植物-真菌关系早期演化的看法。该发现也可能为受损旱地的恢复指明新的策略。生物土壤结皮正日益受到气温升高、干旱、放牧、越野车和行人踩踏的威胁。由于这些群落生长缓慢，恢复可能需要数年甚至数十年。目前，这项研究并未证明真菌正在帮助苔藓生存。但它确实揭示了一种科学家未曾预料到的隐藏关联。正如Kelly所说：“沙漠中充满了人们忽视的东西。有时，最大的惊喜恰恰是那些在我们脚下静静生长的东西。”