真菌会交流吗?它们电信号背后的科学原理

  • 真菌产生的电突图在统计上类似于多达50个“单词”的词汇表
  • 通过地下网络,真菌物理连接植物根部,实现树木间养分和化学信号的传递:一些生态学家称之为“木材宽网”。
  • 目前的测量方法尚未足够完善,无法区分真实的信息传递与背景代谢活动,因此在得出确凿结论之前,仍需更好的工具

地下真菌网络产生与人类语言结构相似的电模式。研究人员对这意味着什么持谨慎态度;但这个问题本身正在重塑我们对生物智能的看法。

土壤中的电刺

西这个实验看似简单。安德鲁·亚当茨基教授在西英格兰大学的布里斯托尔的非常规计算实验室将微小的微电极插入被真菌菌丝定殖的基底,并记录电学上发生的情况。他研究了四种植物:针菌、裂鳃、幽灵菌和毛虫菌。

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他在《他发现的内容,发表于皇家学会开放科学》上的研究真菌会产生称为“尖峰列”的电突,形成聚集的模式。经过统计分析,这些模式的长度和分布与人类语言中存在相似之处,几乎拥有多达50个不同单位的词汇。这种类比更多是结构上的,而非语义上的:重点不是真菌在说什么,而是它们的电输出以与语言中信息结构相符的方式组织。

亚当茨基本人则很谨慎。这些信号可能传递有意义的信息:协调生长、损伤信号,或通过网络传递可用养分的信息。或者它们可能是机械伪造物:菌丝体尖端携带电荷,经过测量电极附近时,会产生可记录的峰值,但完全没有任何信息内容。两者仍是在线可能性。

真菌信号传导实际上可能在做什么

先前的研究已经证明,真菌通过菌丝传递电信号的方式,在基本层面上与动物神经细胞的工作方式相似。关键是,当木材分解真菌接触木材时,这种活动会增加:表明这些信号可能与觅食和资源获取功能相关,而非随机噪声。

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这种功能性解释与更广泛的生态学研究相呼应。通过菌丝网络,真菌与植物根部形成物理连接,形成一些生态学家称之为“木材宽网”的现象。碳、氮和其他养分可以通过树木之间的这些连接来流动;也记录到通过真菌网络传递的化学信号,用于提醒植物应对害虫侵扰或胁迫。这些都不需要意识或任何有意识的交流;它更应该被理解为一个分布式的生物信号系统,大致类似于激素在人体中协调活动,而没有任何单一部位“主导”。

科学领域仍未定论的原因

2025年《FEMS 微生物学综述》的综述将当前知识状况置于有益的视角中。虽然菌丝产生类似动作电位的尖峰(膜上短暂、剧烈的电荷变化,与神经元相同的基本机制)已被证实,但综述指出,这些突发究竟是真实的信息传递还是仅仅是代谢活动,仍不明确。真菌网络的微观复杂性使得可靠的测量技术要求极高,目前关于生物体内部或生物体间协调信号的证据仍属初步。

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综述呼吁在该领域从有趣的模式转变为确认功能之前,需要更精细的实验方法。不同物种似乎还能产生复杂度不一的信号,表明如果电通信是真实的,但它在真菌界中并不统一发展。某一物种词汇量看似更丰富的,可能反映了其菌丝结构的结构特征,而非更强的交流能力。

研究现状

真菌电信号在生物学中占据着真正不确定的位置。这些模式是真实存在的;他们的解释尚未定论。诚实的观点是,真菌可能通过电活动协调其网络中的行为,或者这些信号可能是生长过程中完全没有信息内容的副作用:现有工具无法可靠区分这些可能性。

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使这项研究值得追踪的,不在于单一发现,而在于它带来的方法学挑战。生物智能,广义上指处理信息并适应环境的系统,不需要大脑。真菌是否跨越这一定义的哪怕是最基本的门槛,最终还是需要由测量科学而非理论来回答的问题。