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从南极到北极，从高山到沙漠中心都有它们的身影。如果人类要移民外星球，它们很可能就是“先遣队”。但如果你的周围还能找到它们，说明你很幸运。 这就是地衣，一种被我们严重忽视的生物。它们开疆拓土无所畏惧，却终究难逃工业污染。 2018年初，中国科学院昆明植物研究所王立松课题组在真菌学主流期刊《真菌学》上发表文章，澄清了一些地衣物种之间的系统进化关系，并发现了两个新种。 这个消息听起来很小众。的确，中国的地衣研究者少得可怜，“粉丝”就更不用说了。但这并不代表地衣不重要。即使你对地衣一无所知，也很有必要阅读这篇文章。
新种“云南丽烛衣” 王立松摄
王立松戴着他发表的新种“地衣胡子” 神奇的共生生物 苔藓、藻类、真菌……这些名字远比“地衣”要来得熟悉。乍听之下，地衣似乎是地表微型生物的集合。但事实上，它却是完全不同的一个生物物种。 从学术上来定义，地衣是藻菌共生体，是在漫长演化过程中形成的一类具有稳定遗传特征的微型生态系统。 “共生”是什么概念呢？王立松解释说，把地衣体切开放在显微镜下看，能看到外环的绿色和内里的白色，其中绿色是藻类，白色是真菌，两者互惠互利、相互依赖共同生长。 “真菌的孢子飞到世界上任何一个角落，它一旦看到了适合它的藻类，就会共生。藻类跟真菌说：‘你给我盖房子，你得保护我。’那么真菌就给它盖了房子，也保护了它。但是藻类也会跟真菌说：‘我给你做饭。’它通过光合作用提供氮素营养给真菌，互生关系就产生了。” 在云南一些少数民族地区，结婚宴席上一定要用一种地衣――树花做菜，凉拌来吃。王立松询问原因，结果老乡回答说因为象征“伉俪永好”。这不禁让人觉得神奇：难道老百姓很早以前就知道地衣是共生生物吗？ 地衣的分布范围极为广阔。“从南极到北极，从高山到沙漠中心都有地衣分布，对极端干旱、高温（+60°C），以及极端寒冷（-196°C）都能生长。”王立松介绍说。 地衣能够自养，因而具有很强的生存能力。王立松举例说，在一些极端环境里，比如干旱的沙漠地区，或者是高海拔地区，动物死去后骨骼甚至牙齿表面都会有地衣。“牙齿表面是珐琅质组成的，很没有营养，但是地衣可以生活得非常好。” 地衣同时又对环境质量有着很高的要求，甚至可以看作是环境监测师。“观察你生活的周围，如果有地衣生长，说明你很幸运地生活在没有污染的环境中。”王立松解释说，“因为地衣对汽车尾气、酸雨，以及工业排放有毒气体十分敏感。在北京、上海、广州等城市中心是看不到地衣的。但是我们到野外，就可以看到树干上、树枝上、建筑物表面，甚至是玻璃表面，都是有地衣的。” 先锋生物 如果人类未来要移民外星球的话，那么地衣很可能是“先遣队”，王立松将地衣称为“先锋生物”。 他解释说：“地衣在植物的演替过程中起到了很重要的作用，它们在生长过程中分泌的地衣酸可以把基物――比如石头的表面生物分化，产生最原始的土壤。之后一些孢子类的植物，比如苔藓、蕨类，就可以在很少的土壤里面生长。等它生长到一定的时间以后，会风积更多的土壤，这样参天大树就会重新生长，所以地衣是植被演替中的‘先锋生物’。” 在1992年出版的美国科幻小说“火星三部曲”中的《红火星》中，就有将地衣首先移植到火星进行种植、改变火星表面大气环境的幻想。十多年后科学家的研究证实这或许并非只能想象。王立松介绍说，欧洲宇航局2005年曾将地衣带到太空进行抗逆实验，结果发现地衣能够承受外太空高强辐射和缺氧环境。“因此地衣极有可能成为改变外星球极端恶劣环境的先遣队。” 在现实生活中，地衣发挥着自己的作用。“国宝”金丝猴在越冬的时候主要就靠地衣为生，甚至其迁徙路线都跟金丝猴所食的某些地衣物种分布息息相关。以地衣为食的还有驯鹿、麝鹿等，北极地区的鹿石蕊就是驯鹿吃的主要地衣物种。在人类生活中，我们所熟悉的用于测试酸碱度的石蕊试剂，其原料正是地衣。在欧洲，地衣还被应用于染料、香水中的定香剂等。 遗憾的是，关于地衣，我们目前仍然知之甚少。“在中国，目前地衣有92%的物种不清。而高等植物或者是有花植物，92%的物种可能是清楚的。地衣刚好相反。”尽快摸清中国地衣家谱和资源分布，成为王立松心头最重要的事情。 “相比于日本、美国等发达国家，中国的地衣研究仍存在较大空白。日本已知地衣物种数约1602种，韩国约788种，甚至印度约2303种。而据1991年统计，中国已知的地衣仅有1766种。现在已知的大概也只有三千多种。” 人类拥抱自然，却往往忽略了地衣，这让王立松觉得分外遗憾。他说：“地衣悄悄改变地球表面的生态环境，但99%的地球人不认识它们，更很少注意到地衣存在的意义。研究者匮乏，我们更难发现其存在的重要价值。” 更加紧迫的是，部分地衣物种正在消失。王立松在西藏南部拍到生长在云杉树冠的金丝带照片，物如其名，犹如金色丝带在风中飘扬。金丝带是中国横断山特有的地衣，仅有少数的中国地衣学家见过。王立松的这张照片也是该种的第一张生态照片。遗憾的是，当第二次造访这里时，云杉树已经倒地死亡，金丝带也不见踪迹。
横断山特有地衣――金丝带 王立松摄 “有些物种已经消灭了，比如中华疱脐衣。到目前为止，中国还没有一个对地衣的红色名录和红皮书，我们也希望以后能做这方面的工作。”王立松说。 “需要十个博士” 从1981年至今，王立松从事地衣研究已有近四十个年头，发现超过50个地衣新种。他跑遍了西南超过78%的区域，俯下身去，用放大镜观察着各种神奇地衣。学生称王立松是“神算子”，指哪儿打哪儿，马上就能发现不足一厘米的地衣。询问个中诀窍，他回答说：“爬过5000米的山，走过戈壁大漠，你也会知道的。” 今年55岁的王立松仍然是一把好身手，为了采集标本还会经常攀岩爬树，因为很多地衣物种只有在树冠上才能采集到。虽然一边抱怨着现在的年轻人不会爬树了，一边还是坚持危险的地方自己上，因为“学生是未来中国地衣研究的栋梁，可闪失不起”。 能有更多的人来从事地衣研究，是王立松重要的心愿之一。17岁时他偶然结缘地衣研究，当时身边连能指导的老师都没有；一晃几十年下来，如今全国研究地衣的人不到50人，西南地区地衣研究包括他在内仅两个人。 人员不足、经费短缺，要理清中国地衣家族的族谱，道阻且长。“中国的地衣研究需要10个博士，每个博士工作50年，才能基本澄清中国的地衣资源本底数据。”王立松作了这样的计算。 然而，地衣博士以后在中国怕是无法攻读。“随着时间的流逝，老一辈地衣学家已经逐渐退出。即使有年轻人愿意加入地衣学家研究队伍，但中国目前已经没有地衣博士学位培养基地，也就是说，以后想学习地衣、获得地衣博士将到国外攻读学位。”王立松不无遗憾地说。 颠覆传统 地衣被证明是三种生命体的联盟 鬼谷藏龙 / 翻译 地衣专家，澳大利亚格拉茨大学的植物学教授托比?斯普利比尔（Toby Spribille）还有一段励志的故事。 他成长于蒙大拿州的一座房车停车场，由一个后来被他称为“原教旨主义狂热信徒”的人在家里教他读书识字。
托比?斯普利比尔（Toby Spribille），澳大利亚格拉茨大学的植物学教授。图片来源：http://tobyspribille.weebly.com/ 19岁时，他在当地林业机构谋了一份差事，奋斗几年后终于攒够了离开家乡的资金，然而像他这样身无长物也没有学历的人根本没法在美国念大学，斯普利比尔只得将目光投向了欧洲。 因为家庭背景的关系，他会说德语，他听说德国很多大学是不收学费的。不过他的履历还是很成问题，好在哥廷根大学愿意无视这点，“他们说在某些特殊情况下，每年也可以破格招一些没有成绩单的学生。”? 还在蒙大拿的时候，他就被当地森林中一种生物体深深吸引――地衣。经历了本科与读研的深造，他成了一名地衣专家。 迷上地衣 你也曾经见过地衣，但是和斯普利比尔不同，你多半忽视了它们的存在。这些生物生长在原木上，附着在树皮上，包裹在石头上，乍一看去乱七八糟，毫无吸引力可言。然而细细察之，它们实则千姿百态，美不胜收，有的像剥落的油漆，有的像海中的珊瑚，有的像轻撒的细尘，有的像莴苣的菜叶，有的像蜿蜒的蠕虫，有的像精灵的茶盏。它们还坚忍异常，生长在这个星球最了无生机的荒凉之地。
千姿百态的地衣。图片来源：lichens.lastdragon.org 地衣在生物学中有着重要的地位，19世纪六十年代，科学家认为它们是植物，到了1868年，瑞士科学家西蒙?施文德纳（Simon Schwendener）揭示出它们其实是一种复合生命体，由真菌与微型藻类结伴相生。后来，这种现象被描述为“共生”。 自施文德纳以来150年，生物学家一直试图在实验室里栽培地衣，却徒劳无功。无论他们如何人为地撮合真菌和藻类，这两个小伙伴始终无法充分再现它们在自然环境中的结构，看起来似乎有什么东西被忽略了――而斯普利比尔或许就发现了这样东西。 斯普利比尔证明，自施文德纳以来所有科学家都弄错了，地衣大家族中最大、种类最多的那个类群并非两种生命体的联盟。事实上，它是三种生命体的联盟。这么长时间里，有另一种类型的真菌一直就隐藏在人们眼皮底下。 验证“真理” 发现之旅始于2011年，当拥有博士学位的斯普利比尔又回到了蒙大拿州，他加入了共生专家约翰?麦卡琴（John McCutcheon）的实验室，麦卡琴说服他使用现代遗传学手段，作为他卓越的的博物学技能的补充。 他俩开始研究两种当地的地衣，这种地衣在当地森林中随处可见，长得宛如胡乱挂在枝桠上的假发。其中一种地衣呈黄色，因为其会制造一种叫做狐衣酸（vulpinic acid）的强力毒素；而另一种则缺乏这种毒素而呈深棕色。这两种地衣看起来截然不同，被分类为不同的两个物种已有一个世纪的历史。然而最近的研究表明它们中的真菌是一致的，搭配的也是一样的藻类，那它俩为什么就不一样了呢？
引起斯普利比尔注意的两种地衣。图片来源：Toby Spribille等 / science.sciencemag.org 地衣学家全都认为地衣当中的真菌都来自一个叫做“子囊菌”的类群，然而，斯普利比尔发现，地衣当中大量被激活的基因来自一个完全不同的真菌类群――担子菌。子囊菌是真菌中的一个类别，平时见到的霉菌中就有一些属于这类。担子菌也是真菌中的一类，平时见到的各种蘑菇大多都属于此类。 在他的职业生涯中，斯普利比尔已经收集了45000份地衣样本，他开始批量筛查这些属于不同演化分支，来自不同大陆的样本，结果发现几乎所有的“大型地衣”（世界上物种最丰富的地衣类群）当中都能检测到担子菌类的基因，简直无处不在。 在显微镜下，地衣看上去像是一根油条：由一层紧实的外壳包裹着绵软的内芯。藻类就嵌在那层厚厚的外壳上，熟悉的子囊菌也长在那里，只不过它们的菌丝向内部分支，构筑成海绵状的内芯。那么担子菌在哪里呢？原来它们在外壳的最外层，就在另外两个伙伴周围。
斯普利比尔显微镜下的地衣。图片来源：Toby Spribille等 / science.sciencemag.org 这个发现打破了双生范式，教科书上关于地衣的定义怕是要改写了。 （编辑：Athena） |
