你的脚下埋藏着一个真菌网络，总长度超过了一万光年

01

说起“基建狂魔”，它称第二，没人敢称第一

在我们脚下，隐藏着地球上最庞大却最不为人知的生物网络。一项新研究首次揭开了这些“真菌高速公路”的神秘面纱。

每一寸土壤中都交织着比头发丝还细的生命管道。这些肉眼不可见的真菌菌丝，构成了一个横跨大陆的地下王国。它们连接着全球约80%的陆地植物根系，默默维系着地球生态系统的运转。

来自地下网络保护协会（SPUN）和谢菲尔德大学等机构的研究团队，首次绘制出全球丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi）的地下网络地图。结果令人震惊：全球表层土壤中大约含有11亿亿公里长的活体真菌菌丝。

这个长度有多大？它大约相当于1.1万光年，是地球到太阳距离的近10亿倍。要知道，太阳系距离银河系的中心的距离也就大约是2.5万光年。

这些真菌丝状物——菌丝（hyphae）——相当于土壤的“高速公路”。它们能够探索植物根系无法到达的土壤区域，为植物运输水分和养分，同时吸收部分植物生产的糖类，以此作为“过路费”。

丛枝菌根真菌不仅是植物的盟友，更是地球碳循环的主要参与者。研究发现，这些真菌每年将相当于将31.2亿吨二氧化碳截留到土壤中，再加上其体内还储存着约3亿吨二氧化碳。

然而，尽管真菌对生态系统功能作出了巨大贡献，但在全球生物多样性、碳储存和生态系统健康评估中，它们仍然在很大程度上被忽视。

研究结果揭示，草地是真菌地下生命最重要的热点区域之一。草原、稀树草原和湿地共同容纳了全球约40%的丛枝菌根真菌。一些密度最高的真菌群落分布在南苏丹的苏德沼泽、佛罗里达大沼泽地和青藏高原等地。科学家指出，这一结果挑战了人们在讨论碳储存和生态系统保护时几乎只关注树木和森林的倾向。

这项研究的深远影响远远超出了自然生态系统。丛枝菌根真菌作为植物根系的地下延伸，可能成为未来可持续农业的关键盟友。然而，研究也发现了一个令人担忧的现象：集约化管理的农田中，真菌密度仅为相近自然生态系统的一半。高强度耕作、过量施肥和杀菌剂的使用，都会破坏或抑制这些真菌网络。

当真菌群落衰退时，土壤往往变得更依赖外部投入。相比之下，健康多样的真菌网络能够改善养分循环、增强土壤结构、提高植物生产力，并帮助植物应对环境压力。因此，保护和恢复这些网络，对于发展更具韧性和可持续性的农业系统具有重要作用。

当我们下次踏上一片草地或走进一片森林时，不妨想象一下脚下那个庞大而繁忙的地下世界。

真菌菌丝体的网络结构

（图片来源：SPUN）

全球丛枝菌根真菌全球分布图（图片来源：SPUN）

课代表总结：写这篇文章用了1小时，有40分钟我都在确认这个数字……算了好多遍都不敢确认，1万光年？你认真的？？

参考文献：

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

02

捕蝇草没有肌肉，但它的叶片闭合运动似乎更有效率

提到捕蝇草（Dionaea muscipula），很多人脑子里第一画面就是两片带刺的"贝壳叶"突然合拢，把不走运的昆虫关进去。它没肌肉、没神经、没关节，却能在零点几秒内完成一次精准的动作，几十年来一直让植物学家感到困惑。

一株捕蝇草（图片来源：Giardino Carnivoro）

长期以来，最流行的解释叫作水压假说：触发感应毛后，水分从叶片一侧的细胞快速转移到另一侧，造成两侧压差，于是叶子像跷跷板一样弯过来。含羞草就是靠这种原理进行运动的。

然而最近一篇发表于《科学》的封面文章，直接给这套故事踩了刹车——他们用数据证明：水流太慢了，慢到不可能是主角。

团队做了实验专门测水穿过捕蝇草叶片全厚度的速度，结果发现：水要完成这种跨层迁移，大约需要30到150秒。可真实的陷阱闭合，只需要零点几秒就完成捕蝇动作。

为了拆清楚机制，研究者动用了几招很硬核但也很好懂的办法：

首先，用高速3D摄像把整个闭合动作拍清楚。他们把叶片切成窄条、或用微型夹具把它强迫撑开，让它无法完成整套动作，来捕捉它的每一个快速瞬间。结果发现，在闭合前的3-4秒内，叶片中进行了一个隐藏的蓄力过程，最终那一下闪电合拢，靠的是叶片曲率结构在临界点会发生屈曲失稳（snapbuckling），像把双稳态曲面翻个面，能量一次性释放。

这就好比外套上的那种按扣一样，一个持续的按压提供能量之后，两片金属材料同时形变，伴随着“咔哒”一声的能量释放，金属片牢牢地结合在一起了。

用微小探针去测单个外层表皮细胞的力学刚度，发现触发瞬间细胞突然变"软"了，于是细胞向外鼓，局部刚度下降，预存的弹性能终于能把叶片弹进闭合位。

植物虽然没有肌肉，但可以用改变自身材料硬度的方式，做出极快的结构动作——这比单纯靠搬水高效得多。这种原理指向一类无肌肉的仿生驱动，用可控的刚度/软化切换来管理弹性储能与释放，做成柔软机器人、可展开结构、微型开关之类，比堆马达更省事。

捕蝇草的捕蝇运动能在瞬间完成（图片来源：carnivory.eu）

课代表总结：带入苍蝇视角，这太恐怖了……

参考文献：

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

03

江门中微子实验首秀登上《自然》封面

在广东江门地下700米的深处，一个装满2万吨神秘液体的巨型球体，正在捕捉宇宙中最难以捉摸的幽灵粒子。

这就是江门中微子实验（JUNO）装置。去年8月30日该装置试运行时，课代表就为读者们介绍过这项装置。

目前，该装置的首个物理结果以封面文章形式发表于国际顶级期刊《自然》。这项由中国主导的重大科学工程，仅用59天的数据就将中微子两个关键振荡参数的测量精度提升了1.6倍，开启了中微子物理的精密测量新时代。

中微子是宇宙中最基本、最神秘的粒子之一。它们不带电荷，质量极小，几乎不与任何物质发生相互作用。一个中微子可以毫无阻碍地穿过整个地球，就像子弹穿过一团雾。每秒钟有数万亿个中微子穿过你的身体，但你毫无察觉。

在所有基本粒子中，中微子可能是人类了解最少的。它们有三种类型，可以在飞行过程中相互转换身份，这种现象被称为中微子振荡。理解这种振荡行为，是发展微观世界完整物理学理论的关键。

为了捕获这些难以捉摸的粒子，中国科学院高能物理研究所领导建设了江门中微子实验装置。它坐落在地下700米的花岗岩中，上方厚厚的岩层可以有效屏蔽宇宙射线的干扰。

实验装置的核心是一个前所未有的巨型液体闪烁体探测器。这是一个直径35.4米的丙烯酸球体，盛装着2万吨透明的液体闪烁体，悬浮在一个44米深的水池中央。环绕球体周围，一个直径41.1米的不锈钢网架支撑着20000个20英寸的光电倍增管和25600个3英寸的光电倍增管。

当中微子与液体闪烁体发生极其罕见的作用时，会发出微弱的光芒。这些光电倍增管同时工作，捕捉这些闪光并将其转化为电信号，从而精确测量中微子的能量和到达时间。

JUNO于2025年8月开始取数运行。在短短59天内，研究团队收集的有效数据就完成了对中微子两个关键振荡参数的高精度测量。结果显示，这些参数的测量不确定性相比过去几十年全球实验的综合结果缩小了1.6倍。

科学家评论道，理解中微子的行为，对于建立最小尺度上物质和力的完整描述至关重要。JUNO的首次分析建立了人们对探测器能够确定中微子质量顺序的信心，标志着下一个精密中微子振荡测量时代的黎明。

JUNO的首要物理目标是确定中微子的质量顺序，即三种中微子谁轻谁重。这个问题被认为是粒子物理学的核心谜题之一，解决它将对理解宇宙演化产生深远影响。

目前JUNO已平稳运行九个月。随着数据不断积累，相信一系列新成果将陆续发布，逐步揭开中微子的神秘面纱。

《自然》杂志封面

课代表总结：没想到这么快就能出成果！未来可期！

参考文献：

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

04

你会尝试可能不好吃的新菜，还是选择已经吃过的老菜？

世界上有两种人：一种是点外卖会点同一家店上百次，也不愿意尝试可能踩雷的新店；另一种则会把外卖APP翻了个底朝天，就是要找一家没吃过的新店尝尝。你是哪种？

想象一下：你在陌生城市待 N 天，每天得选一家餐厅。去过的店你就会知道它的确切评分，没去过的店你只知道大概可能的分数。

目标是让自己这几天吃过的店的总评分最高，这就是决策科学里最经典的探索/利用两难问题。简单来说就是，在总天数有限的情况下，是继续试新店，还是回头去你已知最好那家稳拿高分？

1970年代末，物理学家理查德·费曼和朋友在加州一家泰国餐厅吃饭。朋友在纠结，是点已经吃过的、觉得口味不错的姜鸡，还是赌一把新菜？费曼当场把它抽象成数学问题，用手写笔记把最优策略推了出来，写在了餐巾纸上。原稿被朋友保存下来，但时隔多年之后发现字迹太潦草，已经看不懂了。

直到最近，一组研究者把这份笔记重新辨认、补全并严格证明，把这个“费曼餐厅问题”正式发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

在论文的设定里：每家店的真实评分是一个 0–1 的固定数值，第一次去才会揭开；揭开后你可以随时回到它。假设评分均匀分布，费曼给出了如下最优解的规则：

先设定一个门槛评分，这个门槛会随着剩余天数的变化而变化。只要目前见过的最好分数还没高过门槛，就继续试新店；一旦跨过，就从当晚起锁定这家、一路吃到离开。

更漂亮的是，这个门槛有解析形式：

我们用几个例子来给大家一个直观的感受：

如果剩下100天可以尝试，那么门槛值就是0.909，也就意味着，如果你剩余时间充裕，那么所有评分低于0.909的店都不值得你再回头尝试；

如果只剩1天时间，那么门槛值就是0.5，也就是说只要分数超过0.5你就得接受了，不然没那么多时间留给你挑剔了。

这套理论看似跑得通，但现实生活中，人类真的会这么做吗？为了检验人类实际怎么做，团队做了一个预注册在线实验（N=2520）：给你若干晚、若干未知分数的店，每轮选探索新店或回去吃已知最佳，奖励与你总分挂钩，且店的质量来自指定分布。

结果发现，人并不走费曼那条非线性最优曲线，而是用一种更简单的线性法则，类似“还剩一半时间时，我心里的最低达标线也大致砍半”。

让我们回到点外卖的场景：点外卖场景与限期旅游的不同在于，如果你长期生活在同一个环境里，也就意味着你的剩余天数是很多的。

举个例子，比如你打算在一个地方呆3年，那么你剩余的时间就是1095天，代入公式得到门槛值为t=0.97，也就是说除非你点到一个超级绝中绝的外卖，不然的话就应该继续尝试新店。

那么，如果你是一个马上要毕业的大学生，现在只剩下2周的时间就要离开学校了，那么你的门槛值就为t=0.79，也就是说，剩下的这几天你可以重复点你最喜欢的四星好评以上的店，来保证自己最后的幸福时光。

费曼手稿图（图片来源：参考文献）

课代表总结：我打开后台看了看，最常点的那家盖浇饭，三年点了255次……

参考文献：

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).

05

氨基葡萄糖可能与加速老年痴呆关联

美国佛罗里达大学的最新研究发现，服用氨基葡萄糖的人群中，轻度认知障碍患者进展为痴呆症的风险显著升高。研究还揭示了这种常见保健品可能干扰大脑中本已异常的代谢过程。

研究团队利用人工智能分析了2012年至2024年间佛罗里达大学健康中心的脱敏医疗记录。他们重点关注被诊断为阿尔茨海默病及相关痴呆症（ADRD）或轻度认知障碍（MCI）的患者。

在这些患者中，共有1896名ADRD患者和2750名MCI患者报告服用了氨基葡萄糖，约占各组人数的8%。

在排除年龄、性别和人口统计学因素后，分析显示：服用氨基葡萄糖的MCI患者，后续发展为痴呆症的可能性高出25%。

研究还观察到，已经确诊ADRD的患者中，服用氨基葡萄糖与死亡率增加25%相关。而在MCI患者中未见类似增幅，提示该补充剂的作用可能因疾病阶段而异。

研究者表示，电子健康记录数据非常具有启发性。目前，研究只给出了关联性而非因果性证据，但它提出了一个值得关注的临床问题。

研究指向了一个特定的生物学过程——蛋白质糖基化修饰通路。在阿尔茨海默病中，这一通路的活性异常增高。

氨基葡萄糖是一种天然存在的糖类相关分子，能够穿过血脑屏障进入大脑。一旦进入大脑，它会参与构建蛋白质上复杂糖结构的生化途径。团队开发的先进空间分析技术，使他们能够检查成千上万种代谢产生的分子，并揭示隐藏的通路。

在转基因小鼠实验中，研究人员发现氨基葡萄糖显著增加了细胞内蛋白质上糖分子的附着。接受氨基葡萄糖的小鼠还表现出社交记忆（识别和记住其他个体的能力）的恶化。而当科学家通过化学方法降低这种糖基化活性时，小鼠的记忆表现得到改善。

研究团队随后检查了佛罗里达大学神经医学脑与组织库中的人类脑组织样本。与健康对照组相比，阿尔茨海默病患者的大脑样本显示出显著更高的蛋白质糖基化水平。

蛋白质是细胞的分子机器，许多蛋白质需要在正确的位置添加适量的糖标签才能正确折叠、到达正确位置并发挥功能。阿尔茨海默病中，这种糖基化系统似乎过度活跃。阿尔茨海默病的大脑添加了过多的糖结构，这可能促进了疾病的发展而非起到保护作用。

研究人员强调，这些结果并不能证明氨基葡萄糖会导致痴呆症，还需要在临床试验中得到进一步确认。但这为阿尔茨海默病研究开辟了一个新方向——代谢功能障碍可能在神经退行性疾病中扮演重要角色。

氨糖产品可能在大脑糖蛋白代谢中起到意想不到的作用（图片来源：视图网）

课代表总结：补剂也要适可而止，过犹不及。

参考文献：

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

作者简介

牧心，科普作者。