在一块健康的土地上，随手挖起一小勺泥土，里面藏着的真菌菌丝，大约有10米长。

2026年6月发表在《科学》杂志上的一项研究里，科学家第一次在全球尺度上，估算了丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi, AMF）的菌丝网络到底有多大。

根据他们的计算，全球表层土壤中，活体菌丝的总长度约为110千万亿公里（即11亿亿公里），这个长度相当于从地球到太阳距离的7.35亿倍。这些菌丝所含的碳约为3亿吨，是全球人类身体所含碳总量的4到6倍。

我们习惯说地球是一颗水球，因为海洋覆盖了地球表面的71%左右。但如果把视角从地表切换到地下，地球更是一颗蘑菇球——我们脚下的土壤里布满了菌丝，它们穿过泥土颗粒之间的缝隙，钻进植物的根，把不同植物的根系连进同一张地下网络。这张巨大的真菌网络，人类直到今年才画出了它的第一张粗略地图。

领导这项研究的，是来自地下网络保护协会（Society for the Protection of Underground Networks, SPUN）的贾斯汀·斯图尔特。这次的地图，主角是丛枝菌根真菌——它们和我们吃的蘑菇都属于真菌这个庞大的类群。许多真菌的身体由一根根细长的菌丝组成，菌丝不断延伸、分枝，交织成菌丝体。我们吃的蘑菇，是某些真菌形成的繁殖结构，叫做子实体。丛枝菌根真菌同样以菌丝生长，它们与植物根系共生，一部分菌丝伸入土壤，另一部分进入植物根部，在根的细胞内形成反复分枝的微小结构，看起来像一棵棵小树，丛枝这个名字就由此而来。植物给它们提供糖和脂类，它们则把从土壤中获得的磷等养分输送给植物，双方通过这种交换维持合作。

为了做出这张真菌地图，研究团队整合了全球322项已发表研究的数据，涉及九大生物群落、超过16000个土壤样本。但真正带有地理坐标、能用来建模的野外样本只有1800多组，只覆盖了全球846个陆地生态区中的100个。于是团队训练了一套机器学习模型，用已有样本加上气候、植被、土壤类型等环境变量，去推算那些从未被采集过的地方的情况。要把菌丝长度换算成生物量，还得知道菌丝有多粗。研究者在实验室里用胡萝卜的转化根培养了3种常见的丛枝菌根真菌，用机器人成像系统测量了超过30万次菌丝宽度，得出菌丝的平均半径只有2.7微米左右。有了粗细，再乘上长度，就能算出菌丝的体积和含碳量。最终，他们画出了一张覆盖全球陆地、分辨率为每平方公里的菌丝密度地图，配套上线了交互式的在线浏览工具。

这张地图显示，草原生态系统承载了全球大约40%的丛枝菌根真菌生物量。南苏丹的苏德沼泽、美国佛罗里达的大沼泽地和中国的青藏高原草原，都是菌丝密度格外高的地区。坏消息是，实测数据显示，农田的菌丝密度比非农田低47%左右，差不多只有一半。翻耕会把土壤里的菌丝网络搅碎；施了化肥以后，植物更容易获得养分，分给真菌的碳就少了；杀菌剂也可能在消灭病原真菌的同时，杀死有益的真菌。而草原被开垦成耕地的速度是森林的4倍，这些全球菌丝密度最高的生态系统，正在以最快的速度消失。

丛枝菌根真菌和植物之间的关系，比目前地球上绝大多数生物的演化史都要久远。化石证据表明，大约4.5亿年前，第一批植物从水中来到陆地的时候，真菌就已经存在了。真菌的菌丝直径通常不到10微米，可以钻进岩石缝隙和植物根系够不到的土壤微孔隙里。于是，植物和真菌达成了交易：真菌的菌丝进入植物根部的皮层细胞，长出丛枝结构，植物把光合作用制造的糖和脂类输送给真菌，真菌从土壤里搜刮磷、氮和水分，通过菌丝运输给植物。在苏格兰莱尼燧石层约4.07亿年前的化石里，一种还没有根的早期植物，茎轴组织内部就已经有了典型的丛枝结构。今天地球上大约70%的植物物种，依然维持着和真菌的密切交易。在某些条件下，丛枝菌根真菌最多可以提供植物所需磷元素的80%，并且把根部的有效觅食范围扩大100倍。同一个菌丝个体的菌丝网络，还可以同时连接多株植物的根系，形成一个公共菌根网络。2010年，华南农业大学的一项实验发现，当番茄植株感染了早疫病菌，附近那些通过菌根网络连接的健康植株，也共享了消息，防御酶活性上升，还提前激活了6个防御基因，在还没被感染之前就开始备战。

去年，这项研究的部分作者曾在《自然》杂志上发表过封面文章，他们用延时摄影追踪了碳在菌丝管道内部的流动速度——最快可达每秒120微米。如果把一个人缩小到菌丝内部，体感速度大约等于每小时400公里，相当于高铁的速度。而今年发表的这篇论文，又计算出这样的菌丝版"高铁轨道"，在全球的总长高达110千万亿公里，远超人类的任何基建。

丛枝菌根真菌并不会长出我们熟悉的蘑菇，但另一类菌根真菌会，它们叫做外生菌根真菌，菌丝包裹在树根外面，同样在地下织成网络。在今年发表的另一项研究里，日本的一个团队在树林里找到了37朵外生菌根真菌的蘑菇，在每一朵蘑菇上安装了电极，然后分别向蘑菇周围的土壤加上自来水或人类尿液，同时每秒钟记录一次蘑菇的电信号变化。他们发现，一朵蘑菇的电位变化能在统计上预测另一朵随后的变化，说明它们之间存在着信息流。当只给一朵蘑菇脚下浇水的时候，蘑菇之间的信息流增强了，就像在给同伴传播信息。但是，当同时给所有蘑菇浇水的时候，信息流反而下降了——如果所有蘑菇都收到了同样的刺激，整个网络都已经知道发生了什么，就没有互相传递信息的必要了。

如果要说世界上最大的生物，目前吉尼斯世界纪录中最重的单一生物体，是美国俄勒冈州马卢尔国家森林中的奥氏蜜环菌。这一个真菌个体覆盖了将近10平方公里，重量估算为6800到31750吨，已经存在了1900到8650年。它的本体几乎都藏在地下，由密集的菌丝体和粗壮的根状菌索组成，只有秋天在被它感染的树根处偶尔长出几朵小蘑菇。

丛枝菌根真菌的网络由无数个体的菌丝在土壤中交叠、连接、延伸，组成了一张覆盖几乎所有陆地的系统。11亿亿公里的菌丝，所属的类群比恐龙还古老，它们在过往的几亿年里持续运转，沉默地搬运碳和磷，连接着大多数陆地植物。这个系统没有我们平常所理解的大脑或神经系统，但它依然在不间断地响应环境变化。人走过一片土地，脚步会压实土壤，菌丝的生长空间随之改变；人挖掘土壤，菌丝被切断，断裂的网络会逐渐修复；人在土地上撒了一泡尿，菌丝的化学环境发生变化，活动也会调整。虽然科学家对全球的菌丝网络有了一张初步的地图，但超过70%的陆地生态区尚未进行真菌采样，沙漠、苔原和热带雨林的模型不确定性最高。但仅凭已有的数据，就已经可以肯定，在每一片草地、每一座森林、每一块农田的地下，菌丝都在运行。当我们不经意间走过草地，甚至在上面玩耍、打滚、撒尿，我们以为无事发生，其实地下的菌丝网络早已知晓了一切。