在密歇根州地表以下深达1640英尺（约500米）的古老岩石深处，一个意想不到的、由丰富真菌和其他复杂生命组成的隐秘生态系统被揭示。这项由密歇根大学博士研究生奎因·穆恩（Quinn Moon）领导的研究，首次成功地对深层地下真菌的丰度进行了量化，挑战了长期以来认为深层地下不适宜复杂生命生存的观念。

研究团队从天然气井中采集了地下水样本，这些水被困在富含有机物的安特里姆页岩（Antrim Shale）地层中。分析结果令人震惊：样本中包含了689种截然不同的真菌物种，其中有13种是此前从未被正式描述过的新物种。通过遗传分析和显微镜观察，研究人员发现，一滴地下水中的真菌细胞数量与一滴海水中的真菌细胞数量大致相当，估计每滴水含有约250个真菌细胞。这意味着，在一个奥林匹克标准游泳池大小的体积中，可能存在超过12万亿个真菌细胞，远超科学家此前的预期。

除了真菌，这些地下水样本中还发现了其他复杂的真核生物，包括俗称“水熊虫”的缓步动物（tardigrades）和微小的环节动物（segmented worms）。有证据表明，这些生物共同构成了一个活跃的地下食物网，其中一些物种以其他物种为食，而另一些则可能以寄生的方式生存。这些重要的发现已发表在《ISME杂志》（The ISME Journal）上。

穆恩表示：“我们的研究挑战了深层地下不适宜真菌等更复杂生命生存的传统观念。在有利条件下，真核生物实际上可以非常丰富。我们在论文中提出，由于我们从未将地下环境纳入全球真菌生物多样性的估算中，我们可能严重低估了地球上真菌的生物量和多样性。”

这项研究的资深作者、密歇根大学生态与进化生物学教授兼真菌馆馆长蒂姆·詹姆斯（Tim James）指出，加拿大高级研究所（CIFAR）为这项工作提供了资金支持，并汇集了地球科学家和真菌生物学家，共同探索真菌是否能在地球深处生存。

研究人员在五大湖区大部分地区地下埋藏的安特里姆页岩中寻找深层地下生物。他们从深入页岩650至1640英尺（约200至500米）的天然气井中收集水样。随后，水文学家、生物学家和地质学家紧密合作，通过分析稳定同位素模式，确定了这些地下水的来源。同位素模式表明，大部分地下水可能来自末次冰期末期融化并覆盖密歇根州的冰盖。穆恩补充说，分析结果还暗示，这些水“最后一次与地表接触是在11000年前”。

随着冰川融化，水可能通过多孔和裂隙的岩层将真菌和细菌向下输送。这些微生物显然在安特里姆页岩的裂缝中定居下来，并开始消耗地层中保存的有机物质。对二氧化碳和甲烷的测量提供了进一步的证据，表明页岩中这些古老的有机物支撑着这个地下生态系统的基础。

穆恩强调：“长期以来，没有证据表明真核生物能在深层地下大量存在。人们曾通过环境DNA发现它们的痕迹，但通常被认为是短暂存在或处于休眠状态。”

穆恩认为，类似的生态系统可能存在于世界各地的深层岩石地层中。含有石油和天然气储层的地质层也可能隐藏着未被记录的真菌和其他真核生物群落。这些深层地下生命的发现，可能会改变研究人员对地下碳储存方式的看法。通常，被岩石包裹的碳被认为是安全固存的，但真菌、细菌和其他生物可能会将部分古老物质转化为气体。如果真是如此，那么地下碳的生物活性可能比目前估计的要高得多。

詹姆斯教授总结道：“无论这些真菌是起源于这些深层空间还是被引入的，许多真菌都拥有适应性，使它们能够在地球深处生长并影响碳动态。真菌需要被纳入地下碳循环和固存的模型中。”

研究人员已成功分离并培养了从深层地下回收的200多种真菌。对这些生物的研究将有助于揭示真菌如何忍受极端条件、隐秘生态系统如何运作以及生物活动如何影响地壳中储存的碳。目前，这些样本已成为首个公开可用的深层地下真菌收藏，并保存在密歇根大学植物标本馆。

穆恩最后表示：“这项发现为我们打开了一扇窗，通向一个黑暗、古老且几乎完全隐藏的世界——但它绝非毫无生机。”