真菌能自养吗?

真菌并非真正的自养生物,但酵母可以通过工程改造在二氧化碳和光照下生长,真菌也可以与光合微生物结成伙伴关系。

直接答案

目前已知的真菌中,没有哪一种能像植物那样天然自养。真菌通常靠分解其他生物制造的有机物来获取碳。有意思的例外来自工程改造或共生系统:酵母已被探索用作细胞工厂,有望在二氧化碳和光照下生长[1];丝状真菌也可以与光合蓝细菌配对,组成能维持生长的合成菌群[3]。

3篇文献引用

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真菌为什么通常要靠别人造好的食物

自养是指生物利用简单的无机原料自己制造食物,通常依靠阳光或化学反应提供能量。异养则是指必须消耗其他生物产生的有机碳。真菌传统上被归为异养生物:它们分泌酶,从腐烂物质或活体宿主中吸收养分。所给证据把真菌视为结合多种营养方式的生物,而不是独立的固碳者[2]。

1991年一篇讨论真菌与陆生植物起源的文章提到,有些真菌被描述为实际上具有光合作用,但这种说法指的是整合的营养策略,而不是真菌自身在运行光合作用[2]。这一区分很重要:真菌可以过着看起来像植物的生活,却不具备自己固定碳的机制。

酵母能被改造成靠二氧化碳和光照生活吗?

酵母是一种真菌,广泛用作细胞工厂,把糖转化为燃料、化学品和药物。2024年的一篇论文提出把酵母建立为自养生物,使它能够仅靠二氧化碳和光照生长,从而成为可持续社会的更广泛平台[1]。这是一个研究目标和工程方向,并不是说普通酵母已经这样生活。摘要把自养描述为有待实现的目标,因此这一主张应理解为正在探索的可能性,而不是真菌天然的生活方式[1]。

当真菌得到光合伙伴的帮助

真菌相关自养的另一条路径是结伴。2026年的一项研究中,研究人员筛选丝状真菌,并将它们与固氮蓝细菌配对;蓝细菌是既能光合作用又能固氮的微生物。他们找到了能够从颗粒原料持续生长并形成生物矿物的互助菌群[3]。在这里,自养伙伴是蓝细菌,而不是真菌。整个系统是自养—异养混合的:蓝细菌提供固定碳,真菌则对菌群作出贡献。

这是人工组装的合成系统,而不是天然自养的真菌。它表明真菌可以成为一个自维持自养群落的一部分,这比说真菌本身自养要更窄、也更谨慎[3]。

那么答案是有、没有,还是还没有?

对于天然存在的真菌,证据指向没有:它们是异养生物,把它们描述为光合作用反映的是整合的营养方式,而不是独立固碳[2]。对于工程改造或人工组装的系统,答案则更开放。酵母已被提出作为在二氧化碳和光照下自养生长的候选者[1],丝状真菌也已在实验中与蓝细菌配对,组成能够生长和生物矿化的菌群[3]。这两项结果都没有确立自然界中存在自由生活的自养真菌。实际答案是:真菌自养目前是工程和合成生物学的前沿,而不是真菌的标准生活方式。

本文引用的文献

1

自养酵母

该论文探索把真菌中的酵母建立为自养生物,使它能够仅靠二氧化碳和光照生长,成为可持续的细胞工厂。

2

21 真菌与起源

该论文讨论真菌与组合营养方式的关系,并指出有些真菌被描述为实际上具有光合作用。

3

将生命编织进风化层:用于从颗粒原料自主生物制造的合成自养—异养菌群

该论文在实验中把丝状真菌与固氮蓝细菌配对,形成能够持续生长并形成生物矿物的互助菌群。