植物和真菌正在用碳換取營養嗎？研究人員表示不太可能

每年，植物將 3.58 億噸碳轉移給菌根真菌（它們的地下夥伴）——事實上，如果是冰的話，其數量足以覆蓋 1.12 億個 NHL 曲棍球場。然而，根據包括阿爾伯塔大學研究人員在內的一組專家的一篇新論文，一種主導的科學理論解釋說巨額轉移作為某種經濟市場可能是不正確的。

從市場角度來看，碳是用真菌提供的營養物質進行交易的，這是合作夥伴之間的資源交換，受經濟原則的約束。

然而，新的研究建議重新思考這些對環境重要的系統如何運作。

「許多研究人員有一個假設，即碳與營養物質的交換是直接耦合的，並且轉移的數量是基於市場經濟學。市場是人類的構造，似乎不適用於這裡，」副教授賈斯汀·卡斯特（Justine Karst）說。 “我們沒有發現貿易的證據。”

工作是發表在日記中新植物學家。

誤用阻礙了對菌根（植物和地下真菌之間的相互關係）的理解，這反過來又會降低我們充分理解真菌功能的能力，包括它們在和，她警告說。

卡斯特說：“這種經濟類比可能讓我們忽略了菌根功能的其他可能性。”

在菌根中，資源以相反的方向流動。植物接收磷和氮等營養物質，而植物則以脂質和糖的形式接收碳。

卡斯特說，這種資源流動通常是透過所謂的生物市場模型來建構的，以此作為了解菌根如何在億萬年裡維持這種相互關係的一種方式。

另一個極端是最近的另一種理論，稱為「剩餘碳」假說，該理論表明植物產生的糖通常多於生長所需的糖，而菌根真菌是接收這些剩餘碳的匯。

「這意味著有多少碳轉移到真菌中與植物的養分輸送無關，」卡斯特解釋道。

在審查和分析了廣泛科學研究的證據後，卡斯特和她的合著者沒有找到對生物市場模型的有力支持。

「我們沒有發現直接調節的經驗證據，並且拒絕『價格』（每單位養分的碳單位數量）調節向真菌的碳轉移的觀點。相反，我們發現更多支持碳被吸引到真菌的理論。最強的匯——即菌根真菌，」她說。

除此之外，他們的審查顯示菌根植物的生長與而不是碳轉移，這意味著減少植物生長的不是轉移到菌根真菌的碳量，而是真菌輸送（或不輸送）的養分量。從這個意義上說，轉移到菌根真菌的碳對植物來說並不昂貴。

研究人員得出結論，總的來說，這些發現更符合剩餘碳理論，而不是市場模型。

卡斯特補充說，這些觀察結果強調了超越經濟模型的局限性以更多地了解植物和菌根真菌之間的關鍵相互作用的重要性，例如，這可能有利於環境。 “大量的碳從植物流向真菌，而真菌是土壤碳的一個大庫，因此有必要了解這種流動如何發揮作用，以利用它來封存碳。”

卡斯特指出，他們的審查表明需要進一步研究，以更仔細地探索決定碳從植物到菌根真菌轉移的基本問題，以及如何充分測量其碳匯強度。

她補充說，雖然有一天可能會發現一種直接聯繫碳和養分轉移的機制，但在那之前，研究人員「敦促謹慎」用經濟術語來描述這種關係。

“市場的概念對我們來說很熟悉，但菌根的內部運作方式卻不熟悉，所以我們需要對理解這些系統如何運作的其他方式保持開放的態度。”