全球菌子互联网第一次揭晓，菌丝连起来可以到太阳7000万次
在一片健康的地表之下，随手挖起一勺土壤，里面隐匿的真菌菌丝，长度大约有10米。
2026年6月，《科学》杂志刊登了一项研究，科学家首次在全球范围内，对丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi, AMF）的菌丝网络规模进行了估算。
根据他们的测算，全球表层土壤中，活体菌丝的总长度约为11亿亿公里（此处并未多写一个“亿”），这一数字相当于地球到太阳距离的7400万倍。这些菌丝所储存的碳大约为3亿吨，是人类全体身体含碳总量的4到6倍。
我们常把地球称为水球，因为海洋覆盖了其表面约71%的面积。
然而，若将视线从地表转向地下，地球更像是一颗“蘑菇球”——我们脚下的土壤中遍布菌丝，它们穿梭于泥土颗粒间的缝隙，钻入植物根系，将不同植物的根连接至同一张地下网络。
这张庞大的真菌网络，人类直到今年才绘制出它的首张粗略图景。
为真菌地下网络绘制地图
领导这项研究的，是来自地下网络保护协会（Society for the Protection of Underground Networks，SPUN）的贾斯汀·斯图尔特（Justin Stewart）。“地下网络保护协会”听起来像是个神秘间谍组织，但实际上，它只是一群专注于研究和保护地下真菌网络的研究者。
这次地图的主角是丛枝菌根真菌——它们与我们食用的蘑菇有何关联？
它们均属于真菌这个庞大的类群，酵母、霉菌也包含在内。许多真菌的身体由一根根细长的菌丝构成，菌丝不断延伸、分支，交织成菌丝体。我们吃的蘑菇，是某些真菌形成的繁殖结构，称为子实体，负责产生和释放孢子。这些真菌还有大量菌丝生长在土壤、木材等地方，平时不易被察觉。
丛枝菌根真菌同样以菌丝方式生长，它们与植物根系共生，一部分菌丝伸入土壤，另一部分进入植物根部，在根的细胞内形成反复分支的微小结构，形似一棵棵小树，“丛枝”之名由此而来。植物为它们提供糖和脂类，它们则将土壤中获取的磷等养分输送给植物，双方通过这种交换维持合作。
为了制作这张真菌地图，研究团队整合了全球322项已发表研究的数据，涵盖九大生物群落和超过16000个土壤样本。但地球过于庞大，这1万多个样本对地球而言如同几把胡椒面，真正带有地理坐标、可用于建模的野外样本仅有1800多组，覆盖了全球846个陆地生态区中的100个。于是，团队训练了一套机器学习模型，利用已有样本结合气候、植被、土壤类型等环境变量，去推算那些从未被采集过的区域的情况。
要将菌丝长度换算为生物量，还需知道菌丝的粗细。
研究者在实验室中利用胡萝卜的转化根培养了3种常见的丛枝菌根真菌，让它们在培养皿中长出完整的菌丝网络。随后，他们使用机器人成像系统测量了超过30万次菌丝宽度，得出菌丝的平均半径约为2.7微米。有了粗细，再乘以长度，便能算出菌丝的体积和含碳量。
最终，他们绘制出了一幅覆盖全球陆地、分辨率为每平方公里的菌丝密度地图，并配套上线了交互式在线浏览工具。我们可在上面放大至自己所在的区域，查看这片土地下菌丝的密集程度。
这幅地图显示，草原生态系统承载了全球约40%的丛枝菌根真菌生物量。南苏丹的苏德沼泽、美国佛罗里达的大沼泽地和中国的青藏高原草原，都是菌丝密度格外高的地区。森林中同样有丰富的菌根网络，但温带和寒带森林的树木大多与外生菌根真菌合作，不在本次统计范围内。
坏消息是，实测数据显示，农田的菌丝密度比非农田低约47%，几乎只有一半。翻耕会搅碎土壤中的菌丝网络；施用化肥后，植物更易获取养分，分配给真菌的碳便减少；杀菌剂也可能在消灭病原真菌的同时，杀死有益真菌。而草原被开垦为耕地的速度是森林的4倍。这些全球菌丝密度最高的生态系统，正在以最快的速度消失。
来自远古的交易
丛枝菌根真菌与植物之间的关系，比地球上绝大多数生物的演化史都要久远。
化石证据表明，约4.5亿年前，第一批植物从水中登陆时，真菌就已存在。那时，陆地表面尚无充足的土壤、腐殖质和落叶层，磷被锁在矿物中，但早期植物尚未长出真正的根，对岩石几乎束手无策。
但真菌有办法。
真菌的菌丝直径通常不足10微米，约为人类头发的十分之一到五十分之一，可钻入岩石缝隙和植物根系够不到的土壤微孔隙中。于是，植物与真菌达成了交易：丛枝菌根真菌的菌丝进入植物根部的皮层细胞，在细胞内长出树枝状的微小结构，称为丛枝。通过丛枝，植物将光合作用制造的糖和脂类输送给真菌，真菌则利用这些碳维持自身生长和代谢。作为回报，真菌从土壤中搜刮磷、氮和水分，通过菌丝运输给植物。
在苏格兰莱尼燧石层约4.07亿年前的化石中，一种尚未长出根的早期植物，其茎轴组织内部已出现典型的丛枝结构，与今天的活体标本几乎一模一样。可以说，植物的登陆离不开真菌的协助。
今天地球上约70%的植物物种，依然维持着与真菌的密切交易。在某些条件下，丛枝菌根真菌最多可提供植物所需磷元素的80%，并将根部的有效觅食范围扩大100倍。
同一个菌丝个体的菌丝网络，还可同时连接多株植物的根系，形成公共菌根网络，碳和营养物质可通过网络在不同植物间流动。2010年，华南农业大学的一项实验发现，当番茄植株感染早疫病菌时，附近通过菌根网络连接的健康植株也共享了信息，防御酶活性上升，并提前激活了6个防御基因，在尚未被感染前便开始备战。
碳和营养物质以何种速度在菌丝网络中流动呢？去年，这项研究的部分作者曾在《自然》杂志上发表封面文章，他们利用延时摄影追踪碳在菌丝管道内部的流动速度——最快可达每秒120微米。
这个速度听起来似乎如同龟速，但考虑到菌丝的直径只有几微米到十几微米，若将一个人缩小至菌丝内部，体感速度约等于每小时400公里，相当于高铁的速度。
一根比头发丝细得多的管子里，碳以高铁的体感速度在网络中运送。而今年发表的这篇论文又计算出，这样的菌丝版“高铁轨道”，在全球的总长高达11亿亿公里，远超人类的任何基建。
真菌什么都知道
丛枝菌根真菌并不会长出我们熟悉的蘑菇，但另一类菌根真菌会，它们称为外生菌根真菌，菌丝包裹在树根外面，同样在地下织成网络。
我们平时看到的蘑菇，只是真菌露出地面的一小部分，真正的真菌本体是地下的菌丝网络。
在今年发表的另一项研究中，日本的一个团队走进树林，打算给蘑菇装上电极，再往蘑菇旁浇水和撒尿，观察蘑菇的反应。
他们找到了37朵外生菌根真菌的蘑菇，均属于滑锈伞属。研究者在每朵蘑菇上安装电极，然后分别向蘑菇周围的土壤加入自来水或人类尿液（来自研究者自己），同时每秒钟记录一次蘑菇的电信号变化，整个观测持续了三天半。
为何使用尿液？因为这类蘑菇属于一个称为氨真菌的生态类群，在土壤氨浓度升高时特别活跃。尿液中含有大量尿素，土壤微生物会将尿素分解为氨。也就是说，这些蘑菇“爱吃”尿的副产品。
在没有任何刺激时，研究者分析了37朵蘑菇电位变化的时间序列，发现一朵蘑菇的电位变化可在统计上预测另一朵随后的变化，说明它们之间存在信息流。距离越远、亲缘关系越远，信息流越弱，但它并不局限于同一个真菌个体，甚至能跨越物种。
他们发现，当只给一朵蘑菇脚下浇水时，蘑菇之间的信息流增强了，仿佛在向同伴传播信息。但是，当同时给所有蘑菇浇水时，信息流反而下降了。科学家对此的解释是，如果所有蘑菇都收到了相同的刺激，整个网络已知道发生了什么，便无需互相传递信息了。
至于尿液，研究者原本预测它会引起比清水更强的反应，结果3次加尿，对蘑菇之间的信息流几乎没有影响。作者的解释是，当时是10月下旬，气温过低，尿素被分解为氨可能需要5天以上，而整个记录只持续了三天半，蘑菇或许尚未察觉。
若问世界上最大的生物是什么，许多人可能会猜是蓝鲸。实际上，目前吉尼斯世界纪录中最重的单一生物体，是美国俄勒冈州马卢尔国家森林中的奥氏蜜环菌。
这一个真菌个体覆盖了将近10平方公里，重量估算为6800到31750吨。
按不同的扩展速度推算，研究者估计它已存在了1900到8650年。但这个庞然大物在地上几乎难以察觉，只有秋天在被它感染的树根处，偶尔长出的几朵小蘑菇，才能让我们窥见它的身影。它的本体几乎都藏在地下，由密集的菌丝体和粗壮的根状菌索组成。
这还只是单一个体。丛枝菌根真菌的网络由无数个体的菌丝在土壤中交叠、连接、延伸，组成了一张覆盖几乎所有陆地的系统。11亿亿公里的菌丝，所属的类群比恐龙还古老，它们在过往的几亿年里持续运转，沉默地搬运碳和磷，连接着大多数陆地植物。
这个系统没有我们通常理解的大脑或神经系统，但它依然在不间断地响应环境变化。人走过一片土地，脚步会压实土壤，改变孔隙结构，菌丝的生长空间也会随之改变；人挖掘土壤，菌丝被切断，断裂的网络会逐渐修复或改变方向；人在土地上撒了一泡尿，尿素、盐分和含氮化合物渗入土壤，菌丝的化学环境发生变化，活动也会调整。
尽管科学家对全球菌丝网络已有了一张初步地图，但空白处依然很多。在沙漠、苔原和热带雨林，模型的不确定性最高，许多区域的菌丝规模还完全依靠推测。但仅凭已有的数据，便已能肯定：在每一片草地、每一座森林、每一块农田的地下，菌丝都在运行。
当我们不经意间走过草地，甚至在上面玩耍、打滚、撒尿，我们以为无事发生，其实地下的菌丝网络早已洞悉一切。