地球上再也沒有一個地方像熱帶雨林那樣具有繁茂的生物多樣性與旺盛的物質交換作用。世上的每一個熱帶雨林都是豐富的生態系，任何走進雨林的訪客，無不立即讓林林總總的生物包圍，你的五官應接不暇，轉個彎或回個頭，處處有令人驚奇的新視野。

熱帶雨林蘊藏著肉眼世界中見得到的各種生物。單單是一棵樹上就可能居住著上百種的昆蟲、小動物以及其他種類的植物。而每一種肉眼可見的生物，都可能與上千種微生物交織出複雜密切的關係。

哥斯大黎加是位在中美洲的小國家，它的地形彷彿是銜接著北半球與南半球的狹長陸橋。難得的是，這個小國目前已懂得重視本身珍貴的熱帶雨林生態系，其他的開發中國家還缺乏這種覺醒。哥斯大黎加的人民已經和一些頂尖的科學家共同設立若干自然實驗室，準備探勘雨林生物的複雜關係，這些複雜關係正是此地物種多樣性的源頭。

生物網的「黏膠」
前來哥斯大黎加的自然實驗室做研究的生物學家及微生物學家各有不同的目的。詹特森（Dan Jantzen）和哈娃（Winny Halwachs）是一對夫妻檔，他們想要找出所有居住在這個熱帶雨林的生物，好為此地豐富的物種做一個完整的名錄。他們希望這樣的名錄可以幫助科學家更了解這個地區特有的物種多樣性，並追蹤未來這些物種組成的變化。

詹特森和哈娃把生命奉獻給一塊受到破壞的雨林，地點位在哥斯大黎加西北角的瓜納開斯塔保護區。當初這裡曾因放牧之故遭燒毀，目前夫妻倆正致力拯救這塊雨林。這對夫妻雖然並非微生物學背景出身，卻能了解微生物在這種特殊環境中所扮演的重要角色。詹特森形容這些微生物好比生態系中的「黏膠」，把各種雜七雜八的生物都黏在一起：「說到物種與物種所交織成的生物網（web of life），人們總是想到一個二維的結構圖。其實，生物網是多維的結構，微生物就穿插在這些脈絡中。」

夏培拉（Ignacio Chapella）是另一位前來哥斯大黎加雨林做研究的科學家，他的研究對象是某一類對雨林生態健康有重要功能的真菌。他想了解真菌和植物之間的合作關係如何促進雨林繁盛的生長。夏培拉的工作與詹特森和哈娃的工作有部分的交集，因為夏培拉所研究的東西，將有助於這對夫妻解釋雨林中各種生物之間的交互關係，並為雨林的生物多樣性做記錄。

菌根在雨林中的角色
在地球所有的生態系中，真菌對維持礦物質及營養素的循環，也占有舉足輕重的地位，尤其在熱帶地區的生物網，真菌所扮演的角色更是重要，如果沒有它們，青蔥蓊鬱的熱帶雨林將變成一片貧瘠光禿的溼地。

當你看到雨林中植物長得如此茂盛，也許會猜想那裡的土壤一定很肥沃，但可別被這種假象騙了，其實雨林中的土壤已經沒有什麼養分了。怎麼說呢？

熱帶氣候的高溫造成生物死屍的分解速率比溫帶地區還快，分解出來的養分很快的滲入雨林地表。你也許認為這樣可以造就一個肥沃的雨林環境，但每天的降雨也很快的將游離的養分沖刷掉，導致土壤流失很多植物生長所必需的營養物質。

當農人把雨林地轉變成農業用地時，就可以明顯看出每日降雨對土壤養分流失的影響。在森林經過砍伐、焚燒，並種植農作物之後，只消短短的一季，就可以發現土壤中的營養已經流失殆盡，而且土壤本身也受到侵蝕。如果還想在這種地方耕種，唯一的補救之道是大量使用人工肥料，不過這種方式很昂貴，往往不是開發中國家的農人所能負擔的。

有機質的清道夫--菌根
既然利用雨林的土壤種植農作物的結果這麼不足取，那麼究竟是什麼原因讓雨林中的天然植物可以如此繁盛的生長？其中一個祕密在於這些植物與一群叫做菌根（mycorrhizae）的真菌之間的合作關係。熱帶植物和菌根有密切的物質循環關係，使植物不受熱帶多雨氣候的影響，仍然能取得生長所需的營養。

這種合作關係密切到這些真菌儼然成為植物根部構造的一部分，也因此我們乾脆稱它們為「菌根」。某些狀況下，真菌厚厚的纏裹在根部外，取代了植物根毛的功能，向四周吸收大量的養分，供植物利用。另一種情況是，真菌會入侵根部的活細胞，形成緊密纏繞的結構，看起來就像在根細胞內部織成的活錦緞。

雨林植物與菌根的互利共生關係很明顯。菌根可說是有機質的清道夫，只要有死亡的生物體掉到雨林地表，各種不同的真菌和細菌就會參與分解屍體的工作，把有機質分解成較小的分子，以供回收利用。菌根既能分解有機質，也可以從中迅速擷取一些重要的元素，例如磷、氮，儲存在它們的細胞中。如此可以避免大雨一來，又將土壤中的這些營養素沖刷殆盡。接著，菌根可以把它們保存的營養素直接轉移給植物的根部。植物回饋菌根的方式則是提供它們一個安全的避難所，以免遭到其他真菌或細菌的掠食，同時植物也提供菌根葡萄糖、維生素等營養，好讓菌根生長。

我們可以合理的猜想，這種植物與菌根的共生關係，早在當初植物登上陸地時就開始演化了，畢竟這種關係可以確保植物取得生長所需的營養。今日，98%的陸生植物多少都有具有這種與菌根的共生關係。

本文未完 .....摘錄自《觀念生物學3》第一篇生物圈的守護者