地鼠如何在一天之内让圣海伦斯火山恢复生机

Josiah02 · 发表于 5 天前

1980 年，圣海伦斯火山爆发，熔岩将方圆数英里内的所有生物都烧成了灰烬。后来，科学家们在一次实验中，将地鼠投放到被烧焦的山体上，只停留了 24 小时。那一天的益处是不可否认的，而且在 40 年后仍然可见。
科学家们推测，一旦火山灰和碎屑的猛烈冲击冷却下来，地鼠可能能够通过挖掘有益的细菌和真菌，帮助山上失去的植物和动物生命得以再生。火山爆发两年后，他们测试了这一理论。
加州大学河滨分校的微生物学家迈克尔·艾伦说：“它们通常被认为是害虫，但我们认为它们会把旧土壤带到地表，然后那里就会发生恢复。”
他们是对的。但科学家们没想到，这项实验的好处在 2024 年的今天仍会在土壤中显现出来。发表在《微生物组前沿》杂志上的一篇论文详细描述了地鼠曾经出现过的地方，以及从未引入过地鼠的附近土地上真菌和细菌群落的持久变化。
“在 20 世纪 80 年代，我们只是在测试短期反应，”艾伦说。“谁能想到，把一只地鼠扔进去一天，40 年后就能看到残留效应呢？”
1983 年，艾伦和犹他州立大学的詹姆斯·麦克马洪乘坐直升机来到一片地区，那里的土地被熔岩侵蚀，变成了多孔的浮石板。当时，只有大约十几种植物学会了在这些浮石板上生存。鸟类掉落了一些种子，但这些幼苗却挣扎着生长。
科学家在两块浮石地上放了几只当地地鼠，放了一天后，这片土地再次焕发出勃勃生机。实验六年后，地鼠地上长出了 4 万株植物。未受影响的土地大部分仍是贫瘠的。
这一切之所以成为可能，是因为肉眼无法看到的东西。菌根真菌渗透到植物根部细胞中，交换养分和资源。它们可以帮助保护植物免受土壤中病原体的侵害，而且至关重要的是，通过在贫瘠的地方提供养分，它们帮助植物生长和生存。
“除了少数杂草外，大多数植物根部都无法有效地自行获取所需的所有营养和水分。真菌将这些东西运输到植物体内，并作为交换获取自身生长所需的碳，”艾伦说。
这项研究的第二个方面进一步强调了这些微生物对于自然灾害后植物再生的重要性。山的一侧是一片原始森林。火山灰覆盖了树木，吸收了太阳辐射，导致松树、云杉和花旗松的针叶过热而脱落。科学家担心针叶的损失会导致森林倒塌。
事实并非如此。“这些树有自己的菌根真菌，它们从掉落的针叶中吸收养分，帮助树木快速再生，”加州大学河滨分校环境微生物学家、论文合著者艾玛·阿伦森说。“有些地方的树木几乎立刻就恢复了。它们并没有像大家想象的那样全部死亡。”
在山的另一边，科学家们参观了一片在火山爆发前被砍伐过的森林。伐木砍掉了大片树木，因此自然没有掉落的针叶来滋养土壤中的真菌。
“伐木区仍然没有长出什么植物，”阿伦森说。“看到原始森林的土壤与枯死区土壤的对比，真是令人震惊。”
该项研究的主要作者、康涅狄格大学真菌学家米娅·马尔茨表示，这些结果强调了在拯救受损生态系统方面还有很多需要学习的地方。研究开始时，马尔茨是加州大学阿罗森实验室的博士后学者。
马尔茨说：“我们不能忽视自然界中所有事物的相互依存关系，尤其是那些我们看不见的事物，如微生物和真菌。”

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