菌类:水滴加农炮,请带着我的孢子去远方

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小小两滴水的力量,对我们来说并不算什么,但是对许多菌类而言,是它们“传宗接代”的重要动力。

我们知道,有些菌类是用孢子传播后代的,但是它们如何让细小的孢子在远方着陆呢?

(菌类没法像大喷菇那样靠自己的力量“发射”孢子)

比起菌类,植物传播种子的方式更普遍为人们所知,可以分为四类:蒲公英的冠毛轻盈,种子因风力而起;“豌豆射手”豆荚成熟后爆裂,种子因爆裂瞬间的机械作用力而弹出;椰子外层抗水,借用流水的力量漂洋过海;好吃或长满倒刺的果子依附动物,跟着动物的活动去远方。而菌类的孢子和这些植物的种子都不像,因而它的传播方式一直是个迷。

近一个世纪以来,这个谜团一直没有完整的解释。但是近期,科学家们终于想出了一个物理模型——布勒氏液滴。

简单来说,就是当两滴液滴相融合的时候,它们的总表面积减小,用来维持表面张力的表面能也就随之减小了。然而能量是不可能凭空消失的,这部分减少的表面能转化为了新液滴的动能。而这小小的动能,就足以带着孢子离开母体,开始下一段菌生旅途了。

这个理论模型对不对呢?科学家们用200微米长的聚苯乙烯模拟孢子,喷墨打印机的墨滴模拟自然界的水滴,用高速摄影技术拍下了两滴液滴相融合的过程,揭示了谜团。

墨滴果真带着聚苯乙烯“孢子”飞向了远方!

(两滴液滴融合后,总表面积减小,多余的能力量使得新液滴“嗖”一下弹了出去。)

“这就像加农炮一样。孢子是炮弹,液滴是弹药。而两个液滴融合的平面就像是加农炮的炮筒一样,决定了孢子去往何方。”来自杜克大学的陈传华教授给这种神奇的微观现象做了个比喻。

(喷射孢子时的场景,像不像加农炮的炮火? 图片来源MisFitt/Alamy Stock)

虽然在自然环境中,空气阻力会对让水滴加农炮减速,但它的速度依然能达到每秒1米。水滴加农炮的目的只是让孢子离开母体几厘米,好让风带着它们继续远行。而如果没有水滴加农炮的作用,孢子们离开母体后只能做自由落体运动喽。那样的话,生存竞争太大了。

两滴水的力量就足以让孢子远行了,微观世界真是别有洞天!而这种物理模型也可以用在其他领域,比如自清洁表面:让两滴水滴掉落,抓住灰尘后,把灰尘带向空中。

水能载舟,亦能——载孢子。所以,雨后菌类丛生,是有水滴带走孢子的功劳咯?

(肆意生长的菌菇。 动图来源:senorgif.com)

信源:https://www.newscientist.com/article/2141757-fungi-use-water-droplet-cannons-to-fling-spores-into-the-breeze

评论 (11) 只看楼主

热门评论

全部评论

  • 1楼
    2017-07-31 15:45 吾饿不坐 只看Ta

    马勃不就是靠爆炸的吗?

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  • 2楼
    2017-08-06 13:56 蚕宝宝小子 只看Ta
    引用@吾饿不坐 的话:马勃不就是靠爆炸的吗?

    帖子里说的是孢子借助水滴的主动弹射,马勃得靠物理碰撞产生的扰动和压力被动喷射孢子的。

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  • 3楼
    2017-08-06 14:23 吾饿不坐 只看Ta
    引用@蚕宝宝小子 的话:帖子里说的是孢子借助水滴的主动弹射,马勃得靠物理碰撞产生的扰动和压力被动喷射孢子的。

    是主动弹射?难道不是利用雨水吗?

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  • 5楼
    2017-08-06 14:45 弈墨 只看Ta

    水能载舟,亦能煮粥;水能载舟,一颗赛艇;水能载舟.....(手动滑稽)

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  • 6楼
    2017-08-06 14:46 蚕宝宝小子 只看Ta
    引用@吾饿不坐 的话:是主动弹射?难道不是利用雨水吗?

    贴中所述主要为部分担子菌的孢子散播方式,不是雨水的直接作用,而是潮湿空气中的水分子慢慢附着在孢子和孢子梗上,才会产生帖子中说的作用。

    马勃之类的腹菌化担子菌和子囊菌,则是依靠雨水撞击、动物触碰、刮风扰动等,才“被动”释放孢子,相对来说,把贴中所述的部分担子菌的孢子散播方式称为“主动”。

    研究中,用的是200微米的颗粒模拟孢子,真实的孢子只有十微米左右的数量级,一滴雨水下来直接就砸地上了,哪儿还弹得起来。

    很多伞菌形态的担子菌,产生孢子的子实层所在的菌褶都是在菌盖的向下部分,雨水根本也不可能触碰得到。如果持续不断下太大的雨,反而影响孢子的散播。

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  • 7楼
    2017-08-06 23:13 吾饿不坐 只看Ta
    引用@蚕宝宝小子 的话:贴中所述主要为部分担子菌的孢子散播方式,不是雨水的直接作用,而是潮湿空气中的水分子慢慢附着在孢子和孢子梗上,才会产生帖子中说的作用。马勃之类的腹菌化担子菌和子囊菌,则是依靠雨水撞击、动物触碰、刮风扰动...

    似乎主帖没说这些,反而说到:所以,雨后菌类丛生,是有水滴带走孢子的功劳咯?

    这是否暗示说,是因为雨水的作用呢?

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  • 8楼
    2017-08-06 23:15 吾饿不坐 只看Ta
    引用@蚕宝宝小子 的话:贴中所述主要为部分担子菌的孢子散播方式,不是雨水的直接作用,而是潮湿空气中的水分子慢慢附着在孢子和孢子梗上,才会产生帖子中说的作用。马勃之类的腹菌化担子菌和子囊菌,则是依靠雨水撞击、动物触碰、刮风扰动...

    至于我1楼之所以说马勃,是回应第3段这句话的:而菌类的孢子和这些植物的种子都不像,因而它的传播方式一直是个迷。

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  • 9楼
    2017-08-06 23:42 蚕宝宝小子 只看Ta
    引用@吾饿不坐 的话:似乎主帖没说这些,反而说到:所以,雨后菌类丛生,是有水滴带走孢子的功劳咯?这是否暗示说,是因为雨水的作用呢?

    雨后菌类大量产生,是主要是因为地下的或腐殖质覆盖下的极其微小的真菌子实体原基大量吸收水分,短时间内细胞迅速长大,长成蘑菇(子实体)。
    而孢子散播时,孢子上的水滴是慢慢吸收空气中水分子形成的,不一定是雨水直接带来的水分。当然,归根结底,世上所有的水都是雨水带来的,要这么理解也没毛病。
    所以说,雨水的主要作用还是在于,雨水被真菌生长基质吸收后,再提供给子实体原基供细胞长大。

    另外,你在野外采集一朵开伞的蘑菇🍄,拿到相对干燥的室内(不要太干),它也能正常释放孢子,形成所谓的孢子印。
    所以,雨水和真菌大量产生是有很大关系,但和贴中所述的这部分担子菌的孢子散播没太大关系。贴中所述的也只是部分担子菌的孢子散播方式,其他的菌类更多是靠被动接受机械力来散播孢子。


    来自 很费流量的果壳的壳
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  • 10楼
    2017-08-07 22:58 吾饿不坐 只看Ta
    引用@蚕宝宝小子 的话:雨后菌类大量产生,是主要是因为地下的或腐殖质覆盖下的极其微小的真菌子实体原基大量吸收水分,短时间内细胞迅速长大,长成蘑菇(子实体)。 而孢子散播时,孢子上的水滴是慢慢吸收空气中水分子形成的,不一定是雨...

    释放孢子,跟利用水滴融合时产生的运动来传播孢子,好像是两回事呢

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  • 11楼
    2017-08-08 16:10 梦里行 只看Ta

    这也能想到,脑洞得有多大啊。

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  • 13楼
    2017-08-08 20:41 蚕宝宝小子 只看Ta
    引用@吾饿不坐 的话:释放孢子,跟利用水滴融合时产生的运动来传播孢子,好像是两回事呢

    虽然不是一回事,但我觉得好像你理解的不太对。

    传播孢子,指的就是利用水滴的作用,让孢子弹射离开原先附着的孢子梗,也就是弹射释放孢子,之后再借助空气流动把孢子带离更远,这一系列整个过程。

    总而言之,如果狭义地来理解,释放孢子靠的就是水滴融合的作用,传播孢子则是孢子释放后借助空气流动传播得更远一些。

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