2018年初,中國科學院昆明植物研究所王立松課題組在真菌學主流期刊《真菌學》上發表文章,澄清了全球蓮葉衣目下3個屬的物種組成,及各屬、種間的系統進化關系。研究組通過對亞洲和非洲擔子地衣進行形態學、化學和分子系統學研究發現,中國之前報道的雞油菌目多枝瑚屬物種,其實應隸屬于蓮葉衣目中的麗燭衣屬。
此外,課題組還發現了雙色麗燭衣和云南麗燭衣兩個新種,其中王立松拍攝的新種“云南麗燭衣”的野外生境照片,被選作當期封面。橙黃色的美麗姿態,在泥土的襯托下顯得格外動人。
神奇的共生生物
苔蘚、藻類、真菌……這些名字遠比“地衣”要來得熟悉。乍聽之下,地衣似乎是地表微型生物的集合。但事實上,它卻是完全不同的一個生物物種。
從學術上來定義,地衣是藻菌共生體,是在漫長演化過程中形成的一類具有穩定遺傳特征的微型生態系統。
“共生”是什么概念呢?王立松向《中國科學報》記者解釋說,把地衣體切開放在顯微鏡下看,能看到外環的綠色和內里的白色,其中綠色是藻類,白色是真菌,兩者互惠互利、相互依賴共同生長。
“真菌的孢子飛到世界上任何一個角落,它一旦看到了適合它的藻類,就會共生。藻類跟真菌說:‘你給我蓋房子,你得保護我。’那么真菌就給它蓋了房子,也保護了它。但是藻類也會跟真菌說:‘我給你做飯。’它通過光合作用提供氮素營養給真菌,互生關系就產生了。”
在云南一些少數民族地區,結婚宴席上一定要用一種地衣——樹花做菜,涼拌來吃。王立松詢問原因,結果老鄉回答說因為象征“伉儷永好”。這不禁讓人覺得神奇:難道老百姓很早以前就知道地衣是共生生物嗎?
地衣的分布范圍極為廣闊。“從南極到北極,從高山到沙漠中心都有地衣分布,對極端干旱、高溫(+60°C),以及極端寒冷(-196°C)都能生長。”王立松介紹說。
地衣能夠自養,因而具有很強的生存能力。王立松舉例說,在一些極端環境里,比如干旱的沙漠地區,或者是高海拔地區,動物死去后骨骼甚至牙齒表面都會有地衣。“牙齒表面是琺瑯質組成的,很沒有營養,但是地衣可以生活得非常好。”
地衣同時又對環境質量有著很高的要求,甚至可以看作是環境監測師。“觀察你生活的周圍,如果有地衣生長,說明你很幸運地生活在沒有污染的環境中。”王立松解釋說,“因為地衣對汽車尾氣、酸雨,以及工業排放有毒氣體十分敏感。在北京、上海、廣州等城市中心是看不到地衣的。但是我們到野外,就可以看到樹干上、樹枝上、建筑物表面,甚至是玻璃表面,都是有地衣的。”
先鋒生物
如果人類未來要移民外星球的話,那么地衣很可能是“先遣隊”,王立松將地衣稱為“先鋒生物”。
他解釋說:“地衣在植物的演替過程中起到了很重要的作用,它們在生長過程中分泌的地衣酸可以把基物——比如石頭的表面生物分化,產生最原始的土壤。之后一些孢子類的植物,比如苔蘚、蕨類,就可以在很少的土壤里面生長。等它生長到一定的時間以后,會風積更多的土壤,這樣參天大樹就會重新生長,所以地衣是植被演替中的‘先鋒生物’。”
在1992年出版的美國科幻小說“火星三部曲”中的《紅火星》中,就有將地衣首先移植到火星進行種植、改變火星表面大氣環境的幻想。十多年后科學家的研究證實這或許并非只能想象。王立松介紹說,歐洲宇航局2005年曾將地衣帶到太空進行抗逆實驗,結果發現地衣能夠承受外太空高強輻射和缺氧環境。“因此地衣極有可能成為改變外星球極端惡劣環境的先遣隊。”
在現實生活中,地衣發揮著自己的作用。“國寶”金絲猴在越冬的時候主要就靠地衣為生,甚至其遷徙路線都跟金絲猴所食的某些地衣物種分布息息相關。以地衣為食的還有馴鹿、麝鹿等,北極地區的鹿石蕊就是馴鹿吃的主要地衣物種。在人類生活中,我們所熟悉的用于測試酸堿度的石蕊試劑,其原料正是地衣。在歐洲,地衣還被應用于染料、香水中的定香劑等。
遺憾的是,關于地衣,我們目前仍然知之甚少。“在中國,目前地衣有92%的物種不清。而高等植物或者是有花植物,92%的物種可能是清楚的。地衣剛好相反。”盡快摸清中國地衣家譜和資源分布,成為王立松心頭最重要的事情。
“相比于日本、美國等發達國家,中國的地衣研究仍存在較大空白。日本已知地衣物種數約1602種,韓國約788種,甚至印度約2303種。而據1991年統計,中國已知的地衣僅有1766種。現在已知的大概也只有三千多種。”
人類擁抱自然,卻往往忽略了地衣,這讓王立松覺得分外遺憾。他說:“地衣悄悄改變地球表面的生態環境,但99%的地球人不認識它們,更很少注意到地衣存在的意義。研究者匱乏,我們更難發現其存在的重要價值。”
更加緊迫的是,部分地衣物種正在消失。王立松在西藏南部拍到生長在云杉樹冠的金絲帶照片,物如其名,猶如金色絲帶在風中飄揚。金絲帶是中國橫斷山特有的地衣,僅有少數的中國地衣學家見過。王立松的這張照片也是該種的第一張生態照片。遺憾的是,當第二次造訪這里時,云杉樹已經倒地死亡,金絲帶也不見蹤跡。
“有些物種已經消滅了,比如中華皰臍衣。到目前為止,中國還沒有一個對地衣的紅色名錄和紅皮書,我們也希望以后能做這方面的工作。”王立松說。
“需要十個博士”
從1981年至今,王立松從事地衣研究已有近四十個年頭,發現超過50個地衣新種。他跑遍了西南超過78%的區域,俯下身去,用放大鏡觀察著各種神奇地衣。學生稱王立松是“神算子”,指哪兒打哪兒,馬上就能發現不足一厘米的地衣。詢問個中訣竅,他回答說:“爬過5000米的山,走過戈壁大漠,你也會知道的。”
今年55歲的王立松仍然是一把好身手,為了采集標本還會經常攀巖爬樹,因為很多地衣物種只有在樹冠上才能采集到。雖然一邊抱怨著現在的年輕人不會爬樹了,一邊還是堅持危險的地方自己上,因為“學生是未來中國地衣研究的棟梁,可閃失不起”。
能有更多的人來從事地衣研究,是王立松重要的心愿之一。17歲時他偶然結緣地衣研究,當時身邊連能指導的老師都沒有;一晃幾十年下來,如今全國研究地衣的人不到50人,西南地區地衣研究包括他在內僅兩個人。
人員不足、經費短缺,要理清中國地衣家族的族譜,道阻且長。“中國的地衣研究需要10個博士,每個博士工作50年,才能基本澄清中國的地衣資源本底數據。”王立松作了這樣的計算。
然而,地衣博士以后在中國怕是無法攻讀。“隨著時間的流逝,老一輩地衣學家已經逐漸退出。即使有年輕人愿意加入地衣學家研究隊伍,但中國目前已經沒有地衣博士學位培養基地,也就是說,以后想學習地衣、獲得地衣博士將到國外攻讀學位。”王立松不無遺憾地說。
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