李麗娟
生命起源于海洋,目前已知最早出現的生命是距今約35億年前的藍藻類和細菌類生物,那么,最早登陸陸地的肉眼可見的生物是什么呢?苔蘚?蕨類?不,答案是地衣。
科學家在距今約6億年前的黑色磷塊巖中發現了最古老地衣的化石,這一發現證實了在6億年前的海洋中,藍細菌與真菌已經發展到了相互依存的共生關系。同時也預示著,遠在苔蘚和蕨類登陸之前,地衣可能就已經開始改造地表巖石圉,也就是說,地衣極有可能是最早到達陸地的先鋒物種。
地衣的前世今生
在1866年以前,地衣曾被認為是像苔蘚那樣的自養植物。但事實上,在地衣的形態結構中,有80%是共生菌,約20%是共生藻或藍細菌,因此地衣的外形完全是由身體里的共生菌決定的,更可憐的是地衣并沒有自己的名字,而是借用身體里的大佬——真菌的名字。
地衣沒有根、莖、葉的分工用于吸取營養物質,體內又有兩個小伙伴“張著嘴要吃飯”,它們是怎樣存活下來的呢?原來,藻類通過光合作用能產生真菌生存所需要的營養物質,而真菌則從外界吸收水分和無機鹽來喂養藻細胞,二者相依為命,難舍難分。更神秘的是,每種地衣里的共生菌都是獨一無二的。它們在自然界無法獨立存活,只出現在與藻類共生的狀態下或地衣體內。
那么,是不是隨便拿來一個真菌和藻放到一起生長都可以形成地衣呢?答案是否定的。每種地衣都有它的嗜好——只有那些與特定的藻類經過長期的生物演化、具有高度遺傳穩定性的真菌才能與屬于“它的”藻類共生形成地衣。通常,一種共生茵只與一種特定的共生藻共同生活,但有時也有“一夫多妻”現象出現,即一個地衣體中有多種藻類與多種真菌共生的現象。
地衣不會開花結果。那么它是怎樣傳宗接代的呢?
原來,地衣主要是通過產生真菌孢子(相當于種子植物的種子)來繁衍后代,而真菌孢子形態多種多樣,是物種識別的重要依據之一。孢子成熟后。會離開地衣體散落到合適的環境中萌發形成菌絲,當菌絲“俘獲”了適合于共生的藻時便形成了新的地衣體,但這種“俘獲”過程及機理神秘莫測,至今科學家們仍在探索中。此外,地衣還會通過小裂片、裂芽、粉芽等部分身體組織進行無性繁殖,以保證物種能夠在各種環境下繁衍生息。
千姿百態的地衣
走進大自然,仔細觀察可以發現:像葉片那樣依附在石頭上或樹干上的為葉狀地衣,如肺衣(Lobaria)、牛皮葉(Sticta)等;緊密地貼生在石頭或者樹干上的是殼狀地衣,如地圖衣(Rhizocarpon)、金黃衣(Pleopsidium)等;此外還有枝狀地衣。如像短樹枝灑落一地的石蕊(Cladonia)、像女巫濃密的長發倒掛在樹上的松蘿(Usnea)等。
因為茵與藻的密切合作,讓地衣產生出一些神奇物質——蒽醌類、松蘿酸等化合物(化學物質),它們使地衣的表面呈現出非常艷麗的顏色,仿佛是給地衣濃妝艷抹了一番,也給地球穿上了一件五彩斑斕的“外衣”。使之更加生機勃勃。在高海拔地區,我們經常見到紅色、橘紅色、黃色等色彩鮮艷的地衣。這是地衣為了避免紫外線傷害到身體里的藻類而形成的色素保護層。
地衣的作用
開疆拓土
菌與藻的共生過程中能產生地衣酸類化學物質,這些地衣酸使巖石表面受到生物風化,從而制造出最原始的土壤。與此同時,地衣通過風塵積累,獲得一些其他植物生長所必需的礦物元素和營養物質,逐漸改變土壤環境,為其他高等植物的生長創造了最基本的生存條件。所以。地衣被譽為“陸地先鋒”“荒漠的拓荒者”。
監測環境,推算年代
地衣的分布極為廣泛,從人煙稀少的南、北兩極到烈日炎炎的赤道中心,從冰雪覆蓋的高山到暴曬干涸的沙漠中心,都能夠發現地衣的蹤跡。但是,地衣對污染物極度敏感,所以在大氣污染的城市中心和大型工業區,地衣幾乎絕跡,這些地方猶如“地衣荒漠”。因此,環境好不好,地衣會告訴你答案。
地衣生長極為緩慢,平均年生長量往往不到2厘米。在適宜條件下,如地圖衣(Rhizocarpon)等地衣的壽命長達數千年,因此,人們常利用其長壽的特點推算地震、斷層或冰川退縮等地質事件發生的年代。
地衣與人
現代研究表明:地衣共生產生的主要成分為地衣多糖和地衣酸類化合物,為地衣所特有。其中,地衣多糖類物質具有抗腫瘤、抗病毒等作用,地衣酸具有抗菌、抗氧化、抗輻射等作用。不僅如此,地衣還被廣泛用于日化香料、抗生素原料以及傳統衣物染料中。
民以食為天,人們當然不會忘記嘗試地衣的味道。民間食用地衣主要有三種形式:一是用作菜蔬,如美味石耳(Umbilicaria esculenta)以及肺衣屬、貓耳衣屬(Leptogium)、樹花屬(Ramalina)中的多種地衣;二是傳統民族文化食用,如樹花是滇西少數民族結婚宴會必備的涼拌菜肴,有夫妻間相伴一生、不離不棄之意;三是用于補充糧食的不足,如川西地區百姓在20世紀50年代大量采食肺衣用于充饑。
不僅人類取食地衣,就連動物也來分一杯羹。如長松蘿(Usnea Iongissima)和喜馬拉雅小孢發(Bryoria himalayana)是滇金絲猴主要的越冬食物,如果這些地衣消失,那必將導致這些明星動物食物鏈斷裂,從而無法生存,可見地衣也是生物圈食物鏈中的重要環節。動物們不僅采食地衣,在橫斷山地區還有小鳥用睫毛網裂梅衣(Rimelia cetrata)建造自己溫暖的小家。
不僅如此,某些地衣還對動物起著性命攸關的作用。例如一些昆蟲偽裝成地衣的形態以欺騙捕食者,躲避天敵,這就是自然界長期演化出現的擬態現象。
地衣的困境
地衣生長極為緩慢,尚不能人工栽培,人類的采收無度,使得地衣成為極其脆弱的一類生物資源,某些種類的地衣甚至瀕臨絕跡。如分布在海拔3700-4200米的喜馬拉雅特有地衣紅雪茶以及中國北方分布的美味石耳,被民間大量采收,在部分原產地已經很難見到;森林的砍伐和城市工業區逐漸擴大,大氣污染嚴重,地衣生長環境被破壞,可以預見某些物種將遭受滅頂之災。因此,合理保護地衣的自然資源是當務之急,這對今后該資源的永續利用和生物多樣性的保護具有十分重要的意義。endprint