本文转载自公众号“群众科学”（id：huanqiukexue）
圣海伦斯火山丨Lyn Topinka, Public domain, via Wikimedia Commons
影响长达数十年。
撰文 | 黄雨佳
审校 | 二七
1980年5月18日，好意思国华盛顿州的圣海伦斯火山（Mount St. Helens）倏得爆发，喷出了150万吨二氧化硫和5.4亿吨火山灰，成为了好意思国历史上最具淘气性的火山爆发事件之一。高温径直糟蹋了火山口方圆10千米以内的植被；而更远方，巨大的冲击波横扫地面，将大片丛林夷为深谷。浮岩和火山灰一直膨大至距离火山口数百千米外的区域，喀斯喀特山脉（Cascades Mountains）朝上350平常千米的针叶林和平地栖息地化为废地。
这场火山喷发的淘气力不仅限于地表，对地下生态系统的影响相同深远。正本活跃的泥土微生物险些被滚热的火山灰消灭殆尽，同期，火山灰让泥土变得更偏酸性，地下生态功能严重受损，进一步扼制了植被滋长。即便在喷发两年后，这片地皮仍然萧疏一派，难觅人命的思绪。尽管偶有鸟类带来植物种子，但在这片费力的泥土中，种子滋长十分发愤，只可见到稀薄散播的植株。
好意思国犹他州立大学（Utah State University）的科学家迈克尔·F.艾伦（Michael F. Allen）和詹姆斯·A.麦克马洪（James A. MacMahon）猜念念，天然这里的上层泥土一经被糟蹋，但深层泥土中可能还保留有辞世的细菌和真菌，它们约略能成为鼓吹植被还原的但愿。然则，淌若真菌的衍生体在厚厚的火山灰下埋得太久，它们也可能会示寂。那么，如安在它们透顶消灭前营救这片地皮呢？
艾伦和麦克马洪建议了一个斗胆的念念法：淌若能将泥土深处残存的细菌和真菌“挖”到上层，能不成匡助这片地皮重启生态还原的流程？于是，他们把眼神投向了一种以造穴才气闻明的动物——北部囊鼠（Thomomys talpoides）。这种微型囊地鼠原产于北好意思，周身掩饰着棕色长毛。传闻，每只北部囊鼠每月能松动多达227千克的泥土。
北部囊鼠丨Henggang Cui, CC0, via Wikimedia Commons
为了考证这一猜念念，他们在被火山灰掩饰的特定区域扬弃了一些北部囊鼠，并仅让它们行为一天。在近期发表于《微生物组前沿》（Frontiers in Microbiomes）的一篇论文中，他们评估了这一西宾的永恒影响。出人意外的是，短短一天的西宾居然给这片地皮带来了合手续数十年的深远影响。
北部囊鼠的力量
1982年9月和1983年8月，艾伦和麦克马洪踏上了圣海伦斯火山以北的浮岩平原（Pumice Plain）。这片区域位于精灵湖（Spirit Lake）上方，掩饰着朝上20米厚的火山灰，萧疏得险些莫得人命迹象，仅有几株太平洋羽扇豆（Lupinus lepidus）稀薄滋长。
在浮岩平原和另一处被火山喷发夷为深谷的区域，艾伦和麦克马洪各缔造了一平常米大小的铁丝网围栏，各围住一株太平洋羽扇豆，并差异放入一只在当地拿获的北部囊鼠。两只北部囊鼠在围栏中仅待了24小时，技巧它们开脱行为，随后便被移走。令东谈主诧异的是，一段时候后，围栏中的太平洋羽扇豆就长出了丛枝状菌根（AM），而围栏外的植株则莫得出现访佛的变化。
菌根是植物根系与真菌酿成的一种共生结构，关于植被的还原至关蹙迫。因为大多数植物无法单靠自己有用获得通盘需要的营养和水分，而需要依赖于这些轻细但功能坚毅的真菌伙伴。直径仅几微米的菌丝会在泥土中酿成坚毅的汇集，愚弄其巨大的名义积从环境中汲汲水分和营养并运送给植物。与此同期，这些共生体还能匡助植物抗拒泥土中的病原体。当作讲演，植物会为真菌提供滋长所需的含碳有机物。
围栏中的北部囊鼠丨原论文
实践适度6年后，艾伦和麦克马洪发现，曾扬弃北部囊鼠的地块与未扬弃的地块之间已呈现出人大不同的得志。那些北部囊鼠顷刻访谒过的地块上，已邑邑苍苍地滋长出约4万株植物，致使迷惑并还原了原土的北部囊鼠种群；而未始扬弃北部囊鼠的区域则依旧隐衷。
北部囊鼠之是以能对生态还原产生如斯巨大的影响，环节在于它们的造穴和翻土行动。通过这些行为，它们将深层泥土与地表火山灰充分混杂，把关于泥土生态至关蹙迫的真菌、种子和虫豸带到地表。此外，北部囊鼠的粪便中也含有真菌、真菌孢子以及植物种子，它们的排泄行动给这片地皮带来了守望。
不仅如斯，火山灰颗粒较大，与深层泥土混杂后酿成的泥土混杂物具有致密的透气性，很是允洽植物滋长。正因如斯，在这种泥土中滋长的植物往往愈加健康振奋。艾伦等东谈主的不雅察也印证了这少许：比较之下，北部囊鼠未访谒的泥土中长出的植物经常会变得枯黄。
但最让艾伦团队感到惊骇的是，北部囊鼠只是24小时的行为所产生的影响，并不单是局限于率先的几年。这些变化居然合手久地影响着这片地皮的生态环境，致使连续于今。
合手久的影响
2014年7月，艾伦和麦克马洪再次踏上这片熟练的地皮，对浮岩平原西宾区和非西宾区的泥土进行了采样。当作对比，他们还前去了一派距离浮岩平原不远的区域——“熊草甸”（Bear Meadow）。这片地区相同在1980年被厚厚的火山灰掩饰，但因历史原因呈现出两种人大不同的景不雅：一部分因采伐早已变成草甸，另一部分则保留着陈腐的丛林。扣问东谈主员差异从这两种景不雅中齐集泥土样本，与浮岩平原的样本一同送回实践室，分析它们的化学和微生物构成。
在化学因素分析中，他们重心关心了泥土中的碳和氮含量，这些见地与泥土中的微生物含量有关，因为微生物能将氨调度为有机氮固定在泥土中。成果深刻，浮岩平原区域的泥土碳和氮含量精深低于熊草甸的丛林区域。然则，在浮岩平原里面，也曾扬弃过北部囊鼠的西宾区泥土中的碳和氮含量权贵高于未始扬弃囊鼠的庸碌区域。这意味着，40年前那只只是待了24小时的北部囊鼠，为这片地皮注入了更合手久的守望。
圣海伦斯火山及左近地区的舆图，图中深刻了浮岩平原（Pumice Plain）、精灵湖（Spirit Lake）和熊草甸（Bear Meadow）场所的位置丨原论文
而对泥土中的微生物DNA分析成果标明，也曾扬弃北部囊鼠的西宾区域与未扬弃囊鼠的庸碌区域，其泥土中的微生物群落构成有剖析各别，西宾区域的细菌和真菌种种性致使朝上了熊草甸的丛林区域。尤其是在西宾区域，丛枝状菌根的种种性权贵加多。这一成果标明，北部囊鼠不仅改动了泥土的化学因素，还在微生物群落的永恒演替中饰演了环节变装。
这项扣问还再次印证了微生物对生态还原的蹙迫性。1980年火山喷发之前，熊草甸的丛林区域主要掩饰是松树、云杉和冷杉等针叶林。火山灰的掩饰导致这里大齐针叶阑珊，科学家一度惦记这片丛林将透顶消灭。但出人意外的是，丛林区域的还原速率很是快，某些区域的树木险些在灾后立即运行滋长，伐木区却依然费力。扣问东谈主员合计，这种各别与阑珊的针叶密切有关，它们柔润了泥土中的真菌，从而匡助树木连忙再生。
这项扣问教导咱们，天然界中万事万物齐致密连系。无论是肉眼可见的植物和动物，照旧轻细到无法径直感知的微生物，它们齐可能成为生态还原的环节力量。
参考文件
[1]https://www.frontiersin.org/journals/microbiomes/articles/10.3389/frmbi.2024.1399416/full
[2]https://www.tandfonline.com/doi/epdf/10.1080/00275514.1988.12025615
[3]https://www.universityofcalifornia.edu/news/how-gophers-brought-mount-st-helens-back-life-one-day
[4]https://link.springer.com/chapter/10.1007/0-387-28150-9_15
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