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環(huán)境小變化或致進(jìn)化大改變，真菌中發(fā)現(xiàn)進(jìn)化“臨界點(diǎn)”
科學(xué)家在真菌的進(jìn)化中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)“臨界點(diǎn)”，該臨界點(diǎn)會(huì)抑制真菌生長(zhǎng)并塑造其形狀。相關(guān)論文發(fā)表在《細(xì)胞報(bào)告》雜志上，研究結(jié)果表明，環(huán)境因素的微小變化可導(dǎo)致進(jìn)化結(jié)果的巨大變化。
菌絲的適應(yīng)性景觀表明，自然形狀受到臨界點(diǎn)的限制。
真菌是自然界偉大的轉(zhuǎn)化者。它們?cè)谏值孛嫔系却?，以倒下的樹木和秋天的樹葉為食，將這些植物必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放回地球。真菌也有地下根，稱為菌絲體。菌絲體由數(shù)千根相互連接的微小指狀細(xì)胞（稱為菌絲）組成，這些細(xì)胞生長(zhǎng)成巨大的網(wǎng)絡(luò)。
菌絲的形狀各不相同。為了解菌絲形狀不同的原因，研究團(tuán)隊(duì)首先采用基于物理的膨脹尖端生長(zhǎng)模型，來(lái)確定菌絲的所有可能形狀。接著檢查了不同形狀菌絲的生長(zhǎng)速度，以創(chuàng)建菌絲的適應(yīng)性景觀。適應(yīng)性景觀就像一張可視化的有機(jī)體進(jìn)化地形圖，一個(gè)物種只有在新的突變降低其適應(yīng)度時(shí)（即處于適應(yīng)度峰值時(shí)），才會(huì)在進(jìn)化上停止“來(lái)回地試探”。
團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，菌絲的適應(yīng)景觀包含一個(gè)“懸崖或臨界點(diǎn)”，這成為進(jìn)化的障礙，強(qiáng)烈限制了菌絲的形狀。因此，他們預(yù)測(cè)形狀接近臨界點(diǎn)邊緣的菌絲，特別容易受到小的環(huán)境、化學(xué)或遺傳變化的影響。
測(cè)試顯示，其中一種化學(xué)物質(zhì)可降低菌絲內(nèi)壓力，另一種來(lái)自海綿的化學(xué)物質(zhì)可遏制菌絲將細(xì)胞成分輸送到細(xì)胞尖端的能力。兩種處理方法都產(chǎn)生了同樣顯著的效果：菌絲伸長(zhǎng)得更慢，并且形成了自然界中未發(fā)現(xiàn)的奇怪的小塊形狀。
研究人員認(rèn)為，測(cè)試結(jié)果對(duì)于理解許多生態(tài)和進(jìn)化系統(tǒng)具有重要意義。這一發(fā)現(xiàn)還可通過識(shí)別與進(jìn)化臨界點(diǎn)相關(guān)的生長(zhǎng)脆弱性，幫助開發(fā)針對(duì)致病真菌的新型抗菌藥物。
總編輯圈點(diǎn)：
真菌獨(dú)立于動(dòng)物、植物和其他真核生物，自成一界。菌絲則是真菌的結(jié)構(gòu)單位。我們認(rèn)為菌絲基本上都是條狀的，但實(shí)際上菌絲形態(tài)各異：有些具有圓圓的頭部，另一些則尖尖的。這都不妨礙它們“定位”并消耗土壤中的養(yǎng)分。研究團(tuán)隊(duì)此次結(jié)合理論和實(shí)驗(yàn)來(lái)研究自然界中的真菌和水霉菌。令人驚訝的是，自然界中發(fā)現(xiàn)的實(shí)際菌絲形狀，僅呈現(xiàn)了其可能形狀的一小部分，而這一奧妙，實(shí)際上和進(jìn)化與環(huán)境都息息相關(guān)。
編輯：馬嘉悅
