来自真菌的市场和经济课

资源不平等是我们面临的最大挑战之一，但它并非人类独有。和我们一样，生活在植物和树根里的菌根真菌能够有策略地进行交易、窃取和保留资源，而且它们的机会主义（有时候无情）与人类惊人地相似——然而这一切都在没有认知的情况下进行的。在这场令人震惊的演讲中，进化生物学家托比·基尔斯（Toby Kiers）分享了真菌网络和关系所揭示的人类经济，以及它们能告诉我们的关于不平等的道理。

我作为进化生物学家
站在你们面前，

进化生物学教授，

这个头衔听起来很花哨，
如果我可以如此自称的话。

我要打算讨论两个

通常不被放在一起讨论的话题，

那就是市场经济和真菌。

（英语发音）或叫“番菌（ fun-GUY）”，
或在欧洲的读法，“番基（fun-GEE）“？

人们尚未对这个词的发音取得共识。

我想让你们想象
一个长达4亿年之久的

市场经济，

这种市场经济无处不在地存在
世界上的每一个生态系统中，

它庞大到能够同时且持久地连接
数百万的交易方

它顽强到可从数场大灭绝中生存下来。

它就在这里，就在此刻，在我们脚下。

你只是看不见。

跟人类市场经济

依靠认知来做决定不同，

这个市场中的交易员，
它们乞讨，借取，偷窃，欺骗，

全都在无思想的情况下发生。

隐藏在我们的眼皮底下，

植物的根茎被一种
叫做丛枝菌根的真菌定殖。

现在真菌在地下形成的
这些复杂网络，

它们的这些细丝比棉线还细。

所以顺着其中一种真菌，

它同时连接着多个植物。

你可以把它想成地下铁系统，

每个根是一个站，

在那里资源被装载和卸载。

并且它非常紧密，

在一克土里，大概有几米长，

甚至一公里长。

在一丁点的土壤里，
真菌网络细丝

就有10个足球场长。

并且它无处不在。

所以如果你经过一棵树，一片灌木，
一条藤蔓，甚至是一棵小草，

你就穿越过了一个菌根网络。

大概 80% 的植物品种

与这些菌根真菌连接。

那么被真菌覆盖的根茎

和我们全球经济有什么关系？

我这个进化生物学家
为什么要花过去 10 年

来研究经济学术语？

你需要理解的第一件事是

植物和真菌合作伙伴
达成的贸易协议

和我们人类制定的贸易协定

非常相似，

但或许更具策略性。

你看，植物和真菌合作伙伴，

它们不交易股票和证券，

它们交换重要的资源。

对于真菌而言，那是糖和脂肪。

它所有的碳源都是直接从
植物伙伴那里获得的。

如此大量的碳，
以至于每年，有大约 50 亿吨的碳

从植物进入到这个地下网络。

对根茎而言，它们需要的是磷和氮，

因此，通过交换它们的碳，

它们能够获得真菌网络
收集的所有营养。

所以为了达成交易，

真菌渗透到宿主的根细胞中

形成一个叫做丛枝的微小结构，

在拉丁语中是“小树”的意思。

现在，你可以把这个想成
贸易市场中的实体的

证券交易所。

所以到目前为止，一切看似都很和谐。

对吧？我给你挠挠背，
你也给我挠挠，

双方都各得所需。

但这里我们需要暂停一下，

来了解进化和自然选择的力量。

在这个市场可没有
业余交易员的位置。

正确交易策略的制定

决定着谁活谁死。

现在，我使用“策略”这个词，

但当然植物和真菌，
它们没有大脑。

它们的这些策略

是在我们认为的认知缺失
的情况下制定出的。

但，作为科学家，
我们使用行为术语，

诸如“策略”

来描述特定情况下

被编入生物体 DNA 的

行为，动作和反应。

我是在 19 岁的时候

开始研究这些交易策略的，

我当时住在巴拿马的热带雨林。

在当时，每个人都对地面上的这种
令人惊诧的多样性而感兴趣。

它确实极其多样。这些可是热带雨林。

但我的兴趣，
却在于地下的复杂性。

我们知道这些网络的存在，
我们知道它们很重要，

并且我要再说一次，
“重要”我的意思是重要，

是你在地面上看到的

所有多样植物的营养基础。

但那时，我们不知道
这些网络是如何运作的。

我们不知道它们是如何起作用的。

为什么只有特定的植物
会和特定的真菌交互。

所以快进到我成立小组的时候，

于是我们真正开始涉足
这个交易网络。

你看，我们会操纵条件。

我们会把植物种在阳光下
来创建一位良好的交易伙伴，

也会在阴暗环境中种植植物，
以创建一位糟糕的交易伙伴。

我们然后将这些植物跟
一个真菌网络连接。

我们发现：真菌一直很擅长

识别贸易伙伴的好坏。

它们会分配更多的资源给
能回馈自己更多碳的寄主植物。

如今，我们也进行了交互实验，

让宿主植物接种有益菌和有害菌，

我们发现：它们也非常擅长
区分交易伙伴。

这里有着市场出现的完美条件。

这是个简单的市场，

但它仍然是个市场，

在这个市场中，
更好的交易伙伴总是受到偏爱。

但这是个公平的市场吗？

现在这是你需要理解的，
跟人类类似，

植物和真菌都是不可思议的
机会主义者。

有证据表明，真菌一旦
它渗透进植物细胞中，

它其实会劫持植物自己
的营养摄取系统。

它通过抑制植物自身
从土壤中吸收养分的能力

来做到这一点。

于是这造成了植物对真菌的依赖。

这有点是那种虚假的上瘾，

也就是说，植物必须为真菌提供养料，

才能获得自己根茎周围的营养资源。

也有证据表明，真菌很擅长
抬高营养物质的价格。

通过吸收土壤中的养分，

它们并不选择与其跟宿主交换，

而是将养分存储在自己的网络中，

这就使植物和其他竞争真菌
没法获得这些养分。

这是基本的经济学，

随着资源获取的难度上升，
其价值上升。

植物被迫为同样数量的资源
支付更多。

但这并非全有益于真菌。

植物也可以非常狡猾。

有一些兰花——

我总觉得兰花像是地球上

最阴险狡猾的物种 ——

有一些兰花

它们直接进入真菌网络，

并偷走所有的碳。

这些兰花，它们甚至
不生长绿叶来进行光合作用。

它们就是纯白的。

所以它不是通过光合作用，

而是进入网络，

偷走碳

并从不回报。

现在我觉得以公平来讲，
这样的寄生生物

在人类市场中也不少。

随着我们对这些策略的解码，

我们也学到了一些东西。

第一点是这个系统
没有利他主义，

没有贸易优惠。

我们没有看到显著的的证据表明

真菌会帮助将死
或处于困境的植物，

除非这跟真菌的直接利益相关。

我不评论这个好还是坏。

与人类不同，
真菌自然无法评判自己的道德。

而且作为一个生物学家，

我也不倡议真菌所执行的这种无情的

新自由主义市场动态。

但交易系统，

它为我们提供了一个

研究市场经济模样的基准，

当它在道德缺失的环境下

被几亿年的自然选择

所塑造时，

当策略仅仅基于

收集和处理信息，

不受认知影响：

没有妒忌，没有怨恨，

但没有希望，也没有快乐。

所以我们此刻已经

解码了最基本的交易原则，

但作为科学家，
我们总是想要再进一步，

我们感兴趣的是更复杂的
经济两难的窘境。

我们尤其感兴趣不平等的影响。

不平等真的成为了
今天经济图景中

一个决定性特征。

但不平等的挑战

不是人类社会所特有的。

作为人类，我们倾向于
认为我们一切都是独一无二的，

但是自然界的生物

必须要面对不断变化以获取资源。

当一种真菌同时暴露在

一块肥沃的和一块贫瘠的土地上时，

它是如何改变自己的交易策略的呢？

并且，更普遍的，

自然界中的有机体在面对

获取资源的不确定性时，

是如何利用交易来为自己牟取资源？

这里我要告诉你们一个秘密：

研究地下交换网络非常困难。

你不知道在何处与何时
重要的交易会发生。

于是我们团队帮助开拓了
一种方法，一种技术，

用纳米颗粒标记营养物质，

荧光纳米颗粒叫做量子点。

这些量子点可以让我们

点亮营养物质，

这样我们就能视觉监测

它们在真菌网络

到宿主根茎的运动。

这让我们终于能够看到
原本看不到的东西，

于是我们能够研究真菌
在微观上是如何跟它们的植物宿主议价的。

所以为了研究不平等，

我们将一个真菌网络

暴露在这些不同浓度的荧光磷中，

在这片人工景观中模拟

肥沃与贫瘠的小块土地。

然后我们仔细地量化真菌的交易。

我们发现了两件事情。

我们发现的第一件事是

不平等会鼓励真菌交易更多。

所以我可以使用
“鼓励”、“刺激”或“迫使”这样的词。

但基本结论是
与控制条件相比，

不平等与更高水平的交换有关。

这很重要，

因为这说明
在自然中积极发展交易伙伴

可以帮助生物体
应对资源获取的不确定性。

第二，我们发现，
在不平等条件下，

真菌会将资源从网络的肥沃部分

积极地传输到网络的贫瘠部分。

当然，我们能够看到这个

是因为这两块土地
呈现不同颜色。

所以起初，
这个结果真的非常令人费解。

真菌是在帮助网络中的贫瘠部分吗？

不是，我们发现
真菌通过将资源转送到需求更高的地方

可以赚取更多。

只需要改变
真菌进行交易资源的位置，

它就可以操纵这些资源的价值。

这激发我们去更深层次地挖掘
信息是如何共享的。

这现象暗示了
在一个不具备认知能力的生物体中

具有的高度的复杂性，

或者至少中等程度的复杂性。

这个真菌是如何能够感知到
自己网络中的市场状况

并且计算得出何时何地交易的？

我们想要研究信息、
信息是如何在这整个网络中共享的，

以及真菌是如何整合这些线索的。

为找寻这些问题的答案，
你需要做的是钻的更深

并拿到该网络更高清晰度的成像。

我们开始研究
菌丝网络内部的复杂流动。

所以你现在看到的
是活的真菌网络，

有细胞内容在流动。

这是实时发生的，

你可以看到上面的时间标记。

所以这是现在正在发生的，
视频没有被加速处理过。

这是我们脚下正在发生的。

有几件事我想让你们注意。

它会加速，它会慢下来，
它会改变方向。

我们现在和生物物理学家一起

在尝试剖析这种复杂性。

真菌是如何利用这种
复杂的流动模式

来分享和处理信息

从而去做这些交易决定的？

真菌的交易计算的能力
比我们的强吗？

这是我们可能可以
从自然中借用的模型。

我们日益依赖于

能让我们在即刻盈利的
电脑算法。

但电脑算法和真菌，

它们同样都以，
无认知的方式运行着。

真菌只是碰巧是个活体。

如果我们让这两种交易策略
进行对比和竞争

会怎样？

谁会获胜？

这个在恐龙时代之前

就存在的小资本家？

我会给真菌下赌注。

谢谢。

（掌声）