你的腳下埋藏著一個真菌網絡，總長度超過了一萬光年

01

說起“基建狂魔”，它稱第二，沒人敢稱第一

在我們腳下，隱藏著地球上最龐大卻最不為人知的生物網絡。一項新研究首次揭開了這些“真菌高速公路”的神秘面紗。

每一寸土壤中都交織著比頭發絲還細的生命管道。這些肉眼不可見的真菌菌絲，構成了一個橫跨大陸的地下王國。它們連接著全球約80%的陸地植物根系，默默維系著地球生態系統的運轉。

來自地下網絡保護協會（SPUN）和謝菲爾德大學等機構的研究團隊，首次繪制出全球叢枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi）的地下網絡地圖。結果令人震驚：全球表層土壤中大約含有11億億公里長的活體真菌菌絲。

這個長度有多大？它大約相當于1.1萬光年，是地球到太陽距離的近10億倍。要知道，太陽系距離銀河系的中心的距離也就大約是2.5萬光年。

這些真菌絲狀物——菌絲（hyphae）——相當于土壤的“高速公路”。它們能夠探索植物根系無法到達的土壤區域，為植物運輸水分和養分，同時吸收部分植物生產的糖類，以此作為“過路費”。

叢枝菌根真菌不僅是植物的盟友，更是地球碳循環的主要參與者。研究發現，這些真菌每年將相當于將31.2億噸二氧化碳截留到土壤中，再加上其體內還儲存著約3億噸二氧化碳。

然而，盡管真菌對生態系統功能作出了巨大貢獻，但在全球生物多樣性、碳儲存和生態系統健康評估中，它們仍然在很大程度上被忽視。

研究結果揭示，草地是真菌地下生命最重要的熱點區域之一。草原、稀樹草原和濕地共同容納了全球約40%的叢枝菌根真菌。一些密度最高的真菌群落分布在南蘇丹的蘇德沼澤、佛羅里達大沼澤地和青藏高原等地。科學家指出，這一結果挑戰了人們在討論碳儲存和生態系統保護時幾乎只關注樹木和森林的傾向。

這項研究的深遠影響遠遠超出了自然生態系統。叢枝菌根真菌作為植物根系的地下延伸，可能成為未來可持續農業的關鍵盟友。然而，研究也發現了一個令人擔憂的現象：集約化管理的農田中，真菌密度僅為相近自然生態系統的一半。高強度耕作、過量施肥和殺菌劑的使用，都會破壞或抑制這些真菌網絡。

當真菌群落衰退時，土壤往往變得更依賴外部投入。相比之下，健康多樣的真菌網絡能夠改善養分循環、增強土壤結構、提高植物生產力，并幫助植物應對環境壓力。因此，保護和恢復這些網絡，對于發展更具韌性和可持續性的農業系統具有重要作用。

當我們下次踏上一片草地或走進一片森林時，不妨想象一下腳下那個龐大而繁忙的地下世界。

真菌菌絲體的網絡結構（圖片來源：SPUN）

全球叢枝菌根真菌全球分布圖（圖片來源：SPUN）

課代表總結：寫這篇文章用了1小時，有40分鐘我都在確認這個數字……算了好多遍都不敢確認，1萬光年？你認真的？？

02

捕蠅草沒有肌肉，但它的葉片閉合運動似乎更有效率

提到捕蠅草（Dionaea muscipula），很多人腦子里第一畫面就是兩片帶刺的"貝殼葉"突然合攏，把不走運的昆蟲關進去。它沒肌肉、沒神經、沒關節，卻能在零點幾秒內完成一次精準的動作，幾十年來一直讓植物學家感到困惑。

一株捕蠅草（圖片來源：Giardino Carnivoro）

長期以來，最流行的解釋叫作水壓假說：觸發感應毛后，水分從葉片一側的細胞快速轉移到另一側，造成兩側壓差，于是葉子像蹺蹺板一樣彎過來。含羞草就是靠這種原理進行運動的。

然而最近一篇發表于《科學》的封面文章，直接給這套故事踩了剎車——他們用數據證明：水流太慢了，慢到不可能是主角。

團隊做了實驗專門測水穿過捕蠅草葉片全厚度的速度，結果發現：水要完成這種跨層遷移，大約需要30到150秒。可真實的陷阱閉合，只需要零點幾秒就完成捕蠅動作。

為了拆清楚機制，研究者動用了幾招很硬核但也很好懂的辦法：

首先，用高速3D攝像把整個閉合動作拍清楚。他們把葉片切成窄條、或用微型夾具把它強迫撐開，讓它無法完成整套動作，來捕捉它的每一個快速瞬間。結果發現，在閉合前的3-4秒內，葉片中進行了一個隱藏的蓄力過程，最終那一下閃電合攏，靠的是葉片曲率結構在臨界點會發生屈曲失穩（snapbuckling），像把雙穩態曲面翻個面，能量一次性釋放。

這就好比外套上的那種按扣一樣，一個持續的按壓提供能量之后，兩片金屬材料同時形變，伴隨著“咔噠”一聲的能量釋放，金屬片牢牢地結合在一起了。

用微小探針去測單個外層表皮細胞的力學剛度，發現觸發瞬間細胞突然變"軟"了，于是細胞向外鼓，局部剛度下降，預存的彈性能終于能把葉片彈進閉合位。

植物雖然沒有肌肉，但可以用改變自身材料硬度的方式，做出極快的結構動作——這比單純靠搬水高效得多。這種原理指向一類無肌肉的仿生驅動，用可控的剛度/軟化切換來管理彈性儲能與釋放，做成柔軟機器人、可展開結構、微型開關之類，比堆馬達更省事。

捕蠅草的捕蠅運動能在瞬間完成（圖片來源：carnivory.eu）

課代表總結：帶入蒼蠅視角，這太恐怖了……

03

江門中微子實驗首秀登上《自然》封面

在廣東江門地下700米的深處，一個裝滿2萬噸神秘液體的巨型球體，正在捕捉宇宙中最難以捉摸的幽靈粒子。這就是江門中微子實驗（JUNO）裝置。

目前，該裝置的首個物理結果以封面文章形式發表于國際頂級期刊《自然》。這項由中國主導的重大科學工程，僅用59天的數據就將中微子兩個關鍵振蕩參數的測量精度提升了1.6倍，開啟了中微子物理的精密測量新時代。

中微子是宇宙中最基本、最神秘的粒子之一。它們不帶電荷，質量極小，幾乎不與任何物質發生相互作用。一個中微子可以毫無阻礙地穿過整個地球，就像子彈穿過一團霧。每秒鐘有數萬億個中微子穿過你的身體，但你毫無察覺。

在所有基本粒子中，中微子可能是人類了解最少的。它們有三種類型，可以在飛行過程中相互轉換身份，這種現象被稱為中微子振蕩。理解這種振蕩行為，是發展微觀世界完整物理學理論的關鍵。

為了捕獲這些難以捉摸的粒子，中國科學院高能物理研究所領導建設了江門中微子實驗裝置。它坐落在地下700米的花崗巖中，上方厚厚的巖層可以有效屏蔽宇宙射線的干擾。

實驗裝置的核心是一個前所未有的巨型液體閃爍體探測器。這是一個直徑35.4米的丙烯酸球體，盛裝著2萬噸透明的液體閃爍體，懸浮在一個44米深的水池中央。環繞球體周圍，一個直徑41.1米的不銹鋼網架支撐著20000個20英寸的光電倍增管和25600個3英寸的光電倍增管。

當中微子與液體閃爍體發生極其罕見的作用時，會發出微弱的光芒。這些光電倍增管同時工作，捕捉這些閃光并將其轉化為電信號，從而精確測量中微子的能量和到達時間。

JUNO于2025年8月開始取數運行。在短短59天內，研究團隊收集的有效數據就完成了對中微子兩個關鍵振蕩參數的高精度測量。結果顯示，這些參數的測量不確定性相比過去幾十年全球實驗的綜合結果縮小了1.6倍。

科學家評論道，理解中微子的行為，對于建立最小尺度上物質和力的完整描述至關重要。JUNO的首次分析建立了人們對探測器能夠確定中微子質量順序的信心，標志著下一個精密中微子振蕩測量時代的黎明。

JUNO的首要物理目標是確定中微子的質量順序，即三種中微子誰輕誰重。這個問題被認為是粒子物理學的核心謎題之一，解決它將對理解宇宙演化產生深遠影響。

目前JUNO已平穩運行九個月。隨著數據不斷積累，相信一系列新成果將陸續發布，逐步揭開中微子的神秘面紗。

課代表總結：沒想到這么快就能出成果！未來可期！

04

你會嘗試可能不好吃的新菜，還是選擇已經吃過的老菜？

世界上有兩種人：一種是點外賣會點同一家店上百次，也不愿意嘗試可能踩雷的新店；另一種則會把外賣APP翻了個底朝天，就是要找一家沒吃過的新店嘗嘗。你是哪種？

想象一下：你在陌生城市待 N 天，每天得選一家餐廳。去過的店你就會知道它的確切評分，沒去過的店你只知道大概可能的分數。

目標是讓自己這幾天吃過的店的總評分最高，這就是決策科學里最經典的探索/利用兩難問題。簡單來說就是，在總天數有限的情況下，是繼續試新店，還是回頭去你已知最好那家穩拿高分？

1970年代末，物理學家理查德·費曼和朋友在加州一家泰國餐廳吃飯。朋友在糾結，是點已經吃過的、覺得口味不錯的姜雞，還是賭一把新菜？費曼當場把它抽象成數學問題，用手寫筆記把最優策略推了出來，寫在了餐巾紙上。原稿被朋友保存下來，但時隔多年之后發現字跡太潦草，已經看不懂了。

直到最近，一組研究者把這份筆記重新辨認、補全并嚴格證明，把這個“費曼餐廳問題”正式發表于《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。

在論文的設定里：每家店的真實評分是一個 0–1 的固定數值，第一次去才會揭開；揭開后你可以隨時回到它。假設評分均勻分布，費曼給出了如下最優解的規則：

先設定一個門檻評分，這個門檻會隨著剩余天數的變化而變化。只要目前見過的最好分數還沒高過門檻，就繼續試新店；一旦跨過，就從當晚起鎖定這家、一路吃到離開。

更漂亮的是，這個門檻有解析形式：

我們用幾個例子來給大家一個直觀的感受：

如果剩下100天可以嘗試，那么門檻值就是0.909，也就意味著，如果你剩余時間充裕，那么所有評分低于0.909的店都不值得你再回頭嘗試；

如果只剩1天時間，那么門檻值就是0.5，也就是說只要分數超過0.5你就得接受了，不然沒那么多時間留給你挑剔了。

這套理論看似跑得通，但現實生活中，人類真的會這么做嗎？為了檢驗人類實際怎么做，團隊做了一個預注冊在線實驗（N=2520）：給你若干晚、若干未知分數的店，每輪選探索新店或回去吃已知最佳，獎勵與你總分掛鉤，且店的質量來自指定分布。

結果發現，人并不走費曼那條非線性最優曲線，而是用一種更簡單的線性法則，類似“還剩一半時間時，我心里的最低達標線也大致砍半”。

讓我們回到點外賣的場景：點外賣場景與限期旅游的不同在于，如果你長期生活在同一個環境里，也就意味著你的剩余天數是很多的。

舉個例子，比如你打算在一個地方呆3年，那么你剩余的時間就是1095天，代入公式得到門檻值為t=0.97，也就是說除非你點到一個超級絕中絕的外賣，不然的話就應該繼續嘗試新店。

那么，如果你是一個馬上要畢業的大學生，現在只剩下2周的時間就要離開學校了，那么你的門檻值就為t=0.79，也就是說，剩下的這幾天你可以重復點你最喜歡的四星好評以上的店，來保證自己最后的幸福時光。

費曼手稿圖（圖片來源：參考文獻）

課代表總結：我打開后臺看了看，最常點的那家蓋澆飯，三年點了255次……

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氨基葡萄糖可能與加速老年癡呆關聯

美國佛羅里達大學的最新研究發現，服用氨基葡萄糖的人群中，輕度認知障礙患者進展為癡呆癥的風險顯著升高。研究還揭示了這種常見保健品可能干擾大腦中本已異常的代謝過程。

研究團隊利用人工智能分析了2012年至2024年間佛羅里達大學健康中心的脫敏醫療記錄。他們重點關注被診斷為阿爾茨海默病及相關癡呆癥（ADRD）或輕度認知障礙（MCI）的患者。

在這些患者中，共有1896名ADRD患者和2750名MCI患者報告服用了氨基葡萄糖，約占各組人數的8%。

在排除年齡、性別和人口統計學因素后，分析顯示：服用氨基葡萄糖的MCI患者，后續發展為癡呆癥的可能性高出25%。

研究還觀察到，已經確診ADRD的患者中，服用氨基葡萄糖與死亡率增加25%相關。而在MCI患者中未見類似增幅，提示該補充劑的作用可能因疾病階段而異。

研究者表示，電子健康記錄數據非常具有啟發性。目前，研究只給出了關聯性而非因果性證據，但它提出了一個值得關注的臨床問題。

研究指向了一個特定的生物學過程——蛋白質糖基化修飾通路。在阿爾茨海默病中，這一通路的活性異常增高。

氨基葡萄糖是一種天然存在的糖類相關分子，能夠穿過血腦屏障進入大腦。一旦進入大腦，它會參與構建蛋白質上復雜糖結構的生化途徑。團隊開發的先進空間分析技術，使他們能夠檢查成千上萬種代謝產生的分子，并揭示隱藏的通路。

在轉基因小鼠實驗中，研究人員發現氨基葡萄糖顯著增加了細胞內蛋白質上糖分子的附著。接受氨基葡萄糖的小鼠還表現出社交記憶（識別和記住其他個體的能力）的惡化。而當科學家通過化學方法降低這種糖基化活性時，小鼠的記憶表現得到改善。

研究團隊隨后檢查了佛羅里達大學神經醫學腦與組織庫中的人類腦組織樣本。與健康對照組相比，阿爾茨海默病患者的大腦樣本顯示出顯著更高的蛋白質糖基化水平。

蛋白質是細胞的分子機器，許多蛋白質需要在正確的位置添加適量的糖標簽才能正確折疊、到達正確位置并發揮功能。阿爾茨海默病中，這種糖基化系統似乎過度活躍。阿爾茨海默病的大腦添加了過多的糖結構，這可能促進了疾病的發展而非起到保護作用。

研究人員強調，這些結果并不能證明氨基葡萄糖會導致癡呆癥，還需要在臨床試驗中得到進一步確認。但這為阿爾茨海默病研究開辟了一個新方向——代謝功能障礙可能在神經退行性疾病中扮演重要角色。

氨糖產品可能在大腦糖蛋白代謝中起到意想不到的作用（圖片來源：視圖網）

課代表總結：補劑也要適可而止，過猶不及。

參考文獻：

[1] Justin D. Stewart et al. ,Global density and biomass of arbuscular mycorrhizal fungal networks.Science392,1171-1176(2026).DOI:10.1126/science.adu4373

[2] Jeongeun Ryu et al, Fast cell wall softening causes Venus flytrap closure, Science (2026). DOI: 10.1126/science.aed5051

[3] The JUNO Collaboration. Measurement of reactor neutrino oscillation with the first JUNO data. Nature 654, 343–348 (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10538-z

[4] B. Christian,E.M. Russek, & T.L. Griffiths, Resolving Feynman’s restaurant problem reveals optimal solutions and human strategies, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (23) e2509612123, https://doi.org/10.1073/pnas.2509612123 (2026).

[5] Tara R et al. Hyperglycosylation is a metabolic driver of Alzheimer’s disease. Nature Metabolism, 2026; DOI: 10.1038/s42255-026-01538-4

來源：科學大院

編輯：朗道都說妙

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