真菌思维，关于蘑菇是否有智力的证据

蘑菇和其他种类的真菌通常与巫术有关，并且是长期迷信的主题。根据德国民间传说，女巫在蘑菇的仙女环内跳舞，而一个法国寓言警告说，任何愚蠢到进入这些“巫师的戒指”的人都会被眼睛凸出的巨大蟾蜍诅咒。这些印象来自某些物种的有毒和精神活性特性，以及毒菌环形成的夜间出现。

鉴于真菌的神奇声誉，声称它们可能有意识对于有资格的科学家来说是危险的领域。但近年来，大量出色的实验表明，真菌作为个体运作，参与决策，能够学习，并拥有短期记忆。这些发现突出了这种“简单”生物的惊人敏感性。

什么是蘑菇？事实证明，这个问题没有简单的答案。蘑菇是真菌产生的生殖器官，它们大部分时间都以称为菌丝的微小细丝的形式生活在地下。反过来，这些菌丝分支形成称为菌丝体的菌落。菌丝体在土壤和落叶中以三个维度展开，吸水并以根、木头、昆虫尸体和其他动物的尸体为食。菌丝体中的每个菌丝都是一个充满加压流体的管子，并在其尖端延伸。为这种伸长提供动力的材料在称为囊泡的小包装中运输，其运动由作为发动机的蛋白质沿着内部轨道系统引导。菌丝延伸的速度和方向以及分支形成的位置由囊泡递送模式决定。

菌丝可以检测表面的脊，在障碍物周围生长，并在它们受损时部署修补和修复系统。这些行动利用一系列蛋白质传感器和信号通路，将外部物理或化学输入与细胞反应联系起来。细胞的电活动对环境的变化也很敏感。菌丝膜上的电压振荡被比作动物的神经冲动，但它们在真菌中的功能知之甚少。菌丝也会对限制做出反应，改变它们的生长速度，变得更窄，分枝频率降低。真菌在向前推进和觅食时会适应土壤的质地以及植物和动物组织的解剖结构。

我们倾向于将意识和智力与故意或故意的外观联系起来——也就是说，导致特定行为结果的决策。无论人类是否有自由意志，我们都会采取看似任性的行动：她喝完咖啡，而她的朋友把杯子半满。真菌一直表达更简单的个人主义行为。分支形成的模式是其看似特殊性质的一个很好的例子。每个年轻的真菌菌落都呈现出独特的形状，因为菌丝出现分支的精确时间和位置各不相同。这种变异不是由于遗传差异造成的，因为来自单一亲本真菌的相同克隆仍然会产生具有独特形状的菌落。虽然整体形式是高度可预测的，但其详细的几何形状通常是不可复制的。

真菌也显示出学习和记忆的证据。德国真菌学家利用从草原土壤中分离出来的真菌，测量了温度变化对菌丝体生长的影响。当快速加热几个小时时，菌丝体停止生长。当温度再次降低时，它们通过从原始菌丝体的不同位置形成一系列较小的菌落而从这一事件中恢复过来。

同时，在施加更严重的温度冲击之前，一组不同的菌丝体暴露于温和的温度应力。以这种方式“启动”的菌落在受到严重压力后非常迅速地恢复了正常生长，并继续平稳扩张，而不是以较小的菌落形式在这里和那里恢复。这一结果表明他们开发了一些防御机制，使他们能够摆脱更严重的压力。真菌在温和的温度冲击后保留了这种生化记忆长达24 小时，但之后很快就忘记了，并屈服于额外的热应激，就好像它们什么也没学到一样。

以面包酵母和啤酒酵母的形式存在的单细胞真菌酿酒酵母也表明细胞记忆的容量。暴露于盐分的酵母菌在应对随之而来的其他类型的化学压力方面变得更好。记忆似乎存在于其他微生物中，但丝状真菌特别有趣，因为菌丝体可以传播大面积并通过菌丝长距离传输信息。这与分散细胞群中的学习和记忆非常不同。腐烂木材的分解真菌表现出这种信息传递，因为它们在落叶下散开，寻找死亡和受损的树木、倒下的树枝和其他食物来源。当菌丝体的一部分发现一些木质碎片时，提取的养分会分布在整个菌落中，从而使菌丝体的生长从森林地面的贫瘠到肥沃的地方转移。菌丝体不仅仅是单个菌丝的简单总和。它就像一个集成的多细胞生物。

通过响应在其食品站之间建立最短连接的需求，粘菌实现了与人类建筑师相同的经济性

当研究人员在实验室跟踪营养物质的转移时，进一步发现了惊人的发现在商店。在一盘土壤中，观察到菌丝与一块山毛榉木接触。它们在其表面生长并穿透固体结构，分泌酶来分解木材中的聚合物并释放出促进新陈代谢的糖类。木耳耗尽了木版中的能量后，便向四面八方生长，再次觅食。在这里，真菌的正念变得清晰。当菌丝体找到第二块山毛榉木，然后将其放入新的托盘中时，它会从第一次接触到泥土的木块的同一侧出现。它记得以前从木版的特定面上生长已经导致了食物奖励，因此试图重复其先前的成功。这些实验中的真菌表现出空间识别、记忆和智力。

多年来，人们一直在粘菌中研究简单的学习和记忆形式。粘液霉菌不是真菌，而是生物课堂上那个微观名人阿米巴原虫的亲戚。它们形成闪闪发光的黄色菌落，称为疟原虫，在腐烂的木头上渗出并吃掉细菌。当有足够的水分时，这些粘糊糊的怪物可以覆盖整个树桩。较小的版本可以在实验室中用燕麦片培育，其中扁平的疟原虫从一片片移动到另一片片，通过与液体脉动的静脉网络保持整个生物体的生命。在 2010 年的实验中，当它的疟原虫被以与日本首都周围城市相同的图案排列的燕麦片包围时，它创造了一种与东京周围铁路系统布局惊人相似的图案。通过响应在其食品站之间建立最短连接的需求，粘菌实现了与人类建筑师相同的经济性。

当真菌与活的树木和灌木而不是枯木相互作用时，它们的行为复杂性会增加。其中一些关系是破坏性的，而另一些则是相互支持的。病原真菌在以植物为食和逃避防御方面可能非常狡猾。菌根真菌更合作，穿透树根并建立紧密的物理连接，通过它们将水和溶解的矿物质传递给树木，以换取光合作用产生的食物。菌根真菌的菌丝体作为树木的辅助根系发挥作用，其丝状菌丝分布在更大的区域，而植物自身的小根无法覆盖。

这种复杂的共生依赖于影响双方发育的真菌和植物之间持续的化学通讯。菌根支持整个生态系统的生产力，促使一些真菌爱好者将森林重新想象为通过真菌“全木网”连接的超级生物。这是一个有趣的想法，但对互联网的暗示会产生问题。首先，它对真菌不利：与互联网不同，真菌通过与植物伙伴的积极互动产生自己的信息。其次，那些将超自然属性归于真菌的人采用了计算机比喻，这也是真菌行为经常被（错误地）归入“真正”科学边缘的原因之一。

意识的真菌表达当然非常简单。但它们确实与新出现的共识一致，即虽然人类的思维在其改进方面可能是特别的，但它的细胞机制却是典型的。真菌意识的实验对真菌学家来说是令人兴奋的，因为它们为在更广泛的真菌生物学研究领域内研究行为创造了空间。那些研究动物行为的人没有参考他们肌肉的分子相互作用；同样，真菌学家只需密切关注真菌的行为，就可以了解大量有关真菌的知识。作为地球生态中的关键参与者，这些迷人的生物作为维持功能性生物圈的真正合作伙伴，值得我们充分关注。