植物关系在遇到新真菌时就会崩溃

生物学系博士后研究员Gijsbert Werner和进化生物学教授Stuart West解释了植物合作的过程，这与他们在PNAS上发表的新研究有关，该研究揭示了为什么合作关系崩溃。

对我们大多数人来说，几乎所有的植物都与有益的土壤微生物形成地下相互作用。这些伙伴关系中最重要的一个是植物根与一种称为丛枝菌根真菌的土壤真菌之间的相互作用。

真菌在土壤中形成网络并为植物提供土壤矿物质，例如磷和氮。作为回报，真菌从植物中获得糖。植物和真菌之间的这种合作对植物生长至关重要，包括许多作物。植物有时甚至可以从这些土壤真菌中获得高达90%的磷。

我们与国际研究人员合作，致力于更好地了解工厂合作。我们想知道为什么一些植物与土壤真菌的关系蓬勃发展而另一些则崩溃。

这涉及分析包含数千种物种的植物 - 真菌相互作用的大型数据库，并使用计算机模型重建伙伴关系的进化历史。我们发现，尽管已经成功合作超过3.5亿年，植物和土壤真菌之间的伙伴关系可以完全崩溃。

一旦我们知道植物 - 真菌合作可能会失败，我们就想了解这种关系如何以及为何会破裂。我们发现，在大多数情况下，植物用另一种做同样工作的合作伙伴(不同的真菌或细菌)替代真菌。在其他情况下，植物进化出了一种完全不同的方式来获得所需的矿物质 - 例如，它们已成为捕食和食用昆虫的食肉植物。

我们的研究表明，尽管这种关系有很大的潜在好处，植物和真菌之间的合作已经失去了大约25倍。这种重要而古老的合作已被抛弃了很多次，这真是太疯狂了。那么为什么会这样呢?

一种解释是，在某些环境中，其他合作伙伴或策略是更有效的氮或磷来源，推动了植物和真菌之前成功合作的崩溃。

例如，食肉植物通常存在于营养贫乏的沼泽中。即使是一种古老的有益真菌，专门用于有效地为其伴生植物提供营养，也无法在那里完成工作。因此，植物以不同的方式进化以获取营养：诱捕昆虫。

下一步是现在找出在什么条件下发现各种不同的营养策略?在我们的星球上，植物会保留原始真菌吗?他们在哪里寻找另一种解决方案来获取营养?其他工作集中在一些真菌演变成“欺骗者”的潜力 - 从伙伴关系中获益但不再为此做出贡献并最终推动其崩溃。

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