一项在沙漠苔藓中取得的惊人发现，可能彻底改变科学家对植物演化历程的理解。
地球上一些最干旱的地区，其地表本身就充满了生机。那些看似薄薄的深色地壳，实则是一个微型生态系统，其中密集地栖息着苔藓、真菌、细菌、藻类和微小动物。这些被称为生物土壤结皮（Biological Soil Crusts）的群落，在维持脆弱地貌的稳定中扮演着关键角色，它们能有效捕获尘埃、储存养分，并保护土壤免受侵蚀。
苔藓是这些生物群落中最顽强的成员之一。它们能够经历极度脱水，看似枯死，却能在短暂降雨后迅速复苏。某些苔藓物种甚至能在裸露的岩石上生存，忍受极端高温，并长时间耐受缺水环境。它们的这种非凡韧性，甚至促使科学家探索苔藓是否能在未来帮助支持地球以外极端环境中的生命。
然而，近期加州大学河滨分校（UC Riverside）的研究人员指出，沙漠苔藓可能拥有一种此前未被记录的生存工具：生活在其组织内部的真菌。这项发表在《新植物学家》（New Phytologist）期刊上的证据，揭示了一种在苔藓中前所未见的共生关系。
如果这一发现得到进一步证实，它将颠覆我们对苔藓生物学的一个基本假设，并可能为地球历史上一个最重要的转折点——大约4.7亿年前植物首次开始在陆地上传播——提供新的视角。
大多数陆生植物并非独立生存。超过85%的植物与真菌形成共生关系，这些真菌帮助植物从土壤中获取养分，而作为回报，真菌则从植物的光合作用中获得糖类。其中，丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi, AMF）是这些共生关系中最重要的类群之一。它们存在于大约四分之三的植物物种中，并以在植物根部形成微小的分支结构而闻名，这些结构是养分交换的关键场所。
长期以来，苔藓一直被视为一个例外。与开花植物、树木和许多农作物不同，苔藓没有真正的根系。几十年来，科学家普遍认为所有已知的1万多种苔藓物种都独立生存，不与这类真菌形成共生伙伴关系。
“这曾是我们的模型，”该研究的共同作者、加州大学河滨分校微生物学和植物病理学教授杰森·斯塔吉奇（Jason Stajich）解释说，“苔藓，简单来说，似乎不需要真菌。”
为了检验这一假设，加州大学河滨分校的博士研究员基安·凯利（Kian Kelly）从莫哈韦沙漠和索诺兰沙漠采集了苔藓样本。这些沙漠在白天温度可升至38摄氏度以上，是极端严酷的野外研究地点，但它们也正是研究生物生存策略的理想场所，因为这里水源稀缺、酷热难耐，生命面临着持续的压力。
凯利的研究重点是生长在生物土壤结皮中的苔藓。这些结皮有时被称为沙漠的“活皮肤”，因为它们有助于稳定松散的土壤并支持干旱生态系统。然而，它们也极其脆弱，一个脚印、车辙或其他干扰都可能使其受损数十年。
“有时我找不到相同的苔藓物种，”凯利描述了在极端高温下长时间搜寻，以从沙漠和非干旱环境中收集可比较的苔藓物种的艰辛。
研究人员希望了解来自不同气候环境的苔藓是否含有不同的真菌群落。这个问题至关重要，因为全球许多地区的干旱土地正在扩张。如果某些真菌能帮助苔藓耐受炎热干燥的条件，它们可能会影响沙漠生态系统对气候变化的响应。
在实验室中，研究团队将苔藓样本研磨后，提取并分析了真菌DNA。结果显示，真菌确实存在于苔藓内部。
最出人意料的发现是丛枝菌根真菌的存在，这类真菌已知依赖植物伙伴生存。这些真菌并非仅仅是附近土壤中发现的相同生物。沙漠苔藓内部的真菌群落也与从非干旱环境中采集的苔藓中的真菌群落有所不同。
凯利表示：“我们怀疑某些真菌对于在更炎热、更干燥的气候中生存更有帮助。”
这种模式降低了样本被污染的可能性。如果这些真菌仅仅是附着在苔藓上的泥土中的生物，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。然而，实际结果却暗示了一种更具选择性的共生关系。
仅凭DNA并不能证明真菌正在植物组织内活跃地生活。为了寻找物理证据，凯利用一种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。
在苔藓细胞内部，他观察到了分支状的真菌结构。
“我一看到这个，就知道我们有了一个非常有趣的发现，”凯利激动地说道。
这些结构类似于丛枝菌根真菌通常在植物根部形成的树状结构，即“丛枝体”。但苔藓没有真正的根，而且这些结构出现在苔藓的叶片中。
因此，研究人员将其称为“丛枝状结构”（arbuscule-like）。这些结构看起来与在其他植物中已知的养分交换位点相似，但科学家仍需证明苔藓和真菌是否确实在交换资源。在此之前，这种关系尚不能被正式描述为真正的共生关系。
这项发现的影响可能远超沙漠生态学范畴。苔藓属于古老的植物谱系，是大约4.7亿年前最早在陆地上生活的植物的近亲。
当植物首次从水生环境迁移到陆地时，它们面临着巨大的挑战。它们需要获取养分、避免脱水，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在化石记录中深入可见，许多科学家认为这些伙伴关系对于地球大陆的“绿化”至关重要。
如果苔藓能够以科学家此前忽视的方式宿主丛枝菌根真菌，这可能会改变研究人员对植物-真菌关系早期演化的看法。
这些发现也可能为受损干旱土地的恢复提供新的策略。生物土壤结皮正日益受到气温升高、干旱、放牧、越野车和人流的威胁。由于这些群落生长缓慢，其恢复可能需要数年甚至数十年。
目前，这项研究尚未完全证明真菌正在帮助苔藓生存。然而，它确实揭示了一种科学家未曾预料到的隐藏关联。
凯利总结道：“沙漠充满了人们容易忽视的事物。有时，最大的惊喜就悄然生长在我们脚下。”