藻類可以進(jìn)行光合作用,從而為地衣提供能量,而真菌可以收集水分,防止地衣脫水。真菌擁有長(zhǎng)長(zhǎng)的細(xì)絲,非常適合從周圍環(huán)境中收集水分。更加重要的是,地衣中還含有一種能夠進(jìn)行光合作用的細(xì)菌,名為藍(lán)藻,這種藻類能夠從環(huán)境中汲取氮?dú)獬煞,而?dāng)它們死亡時(shí),這些氮元素便被融入了土壤之中,逐漸提升了土壤中養(yǎng)分的蓄積量。
通過(guò)緊密協(xié)作,這些不同的細(xì)小生命將它們各自的技能結(jié)合起來(lái),逐漸適應(yīng)了這片5億年前荒蕪的大陸。直至今天,地衣仍然是世界上適應(yīng)能力最強(qiáng)的生命形式之一。
美國(guó)新澤西州羅格斯大學(xué)的保羅·法爾科瓦斯基(Paul Falkowski)表示:“地衣能夠征服堅(jiān)硬的巖石。它們還會(huì)分泌酸性物質(zhì),從而加速巖石的風(fēng)化過(guò)程。”
這就意味著地衣并不僅僅只是占據(jù)了地球早期的土壤,它們正在逐漸改造地球早期土壤。通過(guò)加速巖石風(fēng)化過(guò)程,地衣更進(jìn)一步增加了土壤中營(yíng)養(yǎng)成分的積累,從而使土壤變得更加肥沃。這就為其他形式的生命向陸地進(jìn)發(fā)鋪平了道路。法爾科瓦斯基說(shuō):“對(duì)于植物最終成功征服地球上的陸地,地衣起到的作用功不可沒。”
對(duì)陸地的第二輪“殖民”開始于大約4.4億年前,早期植物開始大舉向陸地蔓延并在這一過(guò)程中更顯著地改變了土壤的性質(zhì)。瑞塔萊克說(shuō):“它們促成了更明顯的土壤結(jié)構(gòu),它們還將大量的磷和鉀等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)摻入了土壤之中。這樣做的后果是,它們?cè)黾恿送寥篮秃Q笾袪I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量。”
植物的根系是真菌的安家之所
植物這種增加土壤肥力的特性背后,一大關(guān)鍵便在于其根部的真菌。這些“菌根”產(chǎn)生于大約5億年前,甚至比植物最早的根系誕生的時(shí)間還要早。
和地衣內(nèi)部生活的真菌很像,“菌根”同樣是與具有光合作用能力的植物相互合作來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的。并且與地衣中的情況一樣,這樣一種合作形式會(huì)對(duì)雙方都有益:“菌根”會(huì)產(chǎn)生大量長(zhǎng)長(zhǎng)的須絲,這增加了植物獲取營(yíng)養(yǎng)水分的范圍并使其更牢固地扎根于土壤中,并能夠從土壤中吸收氮和其他植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
菌根的細(xì)絲同時(shí)也會(huì)加速巖石分解,從而釋放出更多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),包括磷,鈣和鐵等等,這些同樣都會(huì)幫助進(jìn)一步增加土壤肥力?茖W(xué)家們相信這種互利共生的關(guān)系對(duì)于陸地植物的演化過(guò)程是至關(guān)重要的。15年前發(fā)現(xiàn)的距今4.6億年前的菌根化石則更加支持了這一理論的正確性,因?yàn)樵?.6億年前甚至連陸生植物都還沒有出現(xiàn)。
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