戈壁之珍——發(fā)菜

史軍

發(fā)菜，形如其名——細(xì)如發(fā)絲，最粗的發(fā)菜直徑也不過5毫米，但是它們的長(zhǎng)度可以達(dá)1米。

與我們常吃的韭菜、菠菜、大白菜不同，發(fā)菜并不是一種會(huì)開花結(jié)果的植物，而是隸屬于藍(lán)藻門念珠藻屬的藻類生物。之所以叫藻類生物而不是藻類植物，是因?yàn)樽钚碌姆肿由飳W(xué)研究表明，藻類家族與植物家族在4.6億年之前就分道揚(yáng)鑣了。此外，絕大多數(shù)藻類生物的光合作用色素是藻膽蛋白和葉綠素a，缺乏植物細(xì)胞中獨(dú)特的葉綠素b。所以，藻類是一類獨(dú)立于植物的獨(dú)特光合生物。

木耳

念珠藻屬的家族成員分布區(qū)很廣，世界各地都有它們的身影。在我們身邊比較常見的就有葛仙米和地耳。葛仙米圓溜溜的，仿佛褐色的珍珠，生長(zhǎng)在稻田中或者濕潤(rùn)的石壁上。地耳長(zhǎng)得像木耳的孿生兄弟，只是顏色偏綠，但它們是完全不同的生物，木耳是通過分解植物殘骸獲取營(yíng)養(yǎng)的真菌，地耳則是“自力更生”的光合生物。

發(fā)菜在我們的生活中其實(shí)并不常見。其一是因?yàn)榘l(fā)菜的生物體過于纖細(xì)，加上其主要成分是難以消化的多糖類物質(zhì)，很難填飽采集者的肚子。

再者，發(fā)菜分布地遠(yuǎn)離人類生存的核心區(qū)域。它主要分布在年降水量低于400毫米的干旱和半干旱地區(qū)，通常生長(zhǎng)在沒有植被蔭蔽的戈壁裸地之上。這些區(qū)域的土壤，既無足夠的水分，也無足夠的礦物質(zhì)，無法為發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供基礎(chǔ)，也就很難支撐人類的大規(guī)?；顒?dòng)。

那么，發(fā)菜為什么會(huì)被大規(guī)模采集，最終成為瀕危野生物種呢？原因在于它的名字——發(fā)菜與“發(fā)財(cái)”同音。這使此種生物在一些地區(qū)成為宴席上，特別是春節(jié)年夜飯上不可或缺的存在。

實(shí)際上，人們將發(fā)菜視為重要食物的歷史并不長(zhǎng)。關(guān)于發(fā)菜的明確文字記錄，出現(xiàn)在明清時(shí)期的一些地方志書和典籍當(dāng)中，例如清代乾隆年間的《甘州府志》（1779年出版，鐘賡〔gēng〕起著）和《調(diào)疾飲食辨》（1823年出版，章穆著）。章穆在《調(diào)疾飲食辨》中寫道：“頭發(fā)菜，惟甘陜最多。南方絕無?！边@里所說的頭發(fā)菜就是發(fā)菜。

在20世紀(jì)末，野生發(fā)菜資源遭遇了毀滅性打擊。人為過度采集發(fā)菜帶來的破壞，不僅關(guān)乎這個(gè)物種本身，而且對(duì)采集區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)同樣造成了毀滅性打擊。發(fā)菜雖然個(gè)頭微小，卻對(duì)維護(hù)荒漠生態(tài)系統(tǒng)平衡具有重要作用。

首先，發(fā)菜產(chǎn)生的胞外多糖具有極強(qiáng)的吸水能力和黏性。所謂胞外多糖，是指細(xì)胞合成的分泌到細(xì)胞外的多糖類物質(zhì)，發(fā)菜的胞外多糖由葡萄糖、半乳糖和木糖分子組成，三者的比例為2：1：1。這種多糖有著極強(qiáng)的吸水能力——發(fā)菜可吸收相當(dāng)于自身正常重量12倍的水。正是憑借如此強(qiáng)悍的吸水能力，發(fā)菜能夠在極端缺水的環(huán)境下生存下來。發(fā)菜儲(chǔ)存的這些水分可以改善土壤的水分條件，再加上發(fā)菜的多糖可以黏合土壤，形成生物結(jié)皮（又稱生物土壤結(jié)皮，是沙漠重要的地表覆被類型，主要分為藻結(jié)皮、地衣結(jié)皮和苔蘚結(jié)皮3類），對(duì)于阻擋流沙移動(dòng)具有重要作用。看似不起眼的發(fā)菜，為荒漠區(qū)域的脆弱土壤蓋上了一層防護(hù)罩。

除了影響土壤水分，發(fā)菜還是重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)提供者。發(fā)菜生活區(qū)域的土壤中極度缺乏氮元素，而氮元素又是植物健康生長(zhǎng)必需的礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)。發(fā)菜自身?yè)碛械墓痰缚梢詫⒖諝庵械牡獨(dú)廪D(zhuǎn)化為生物可以利用的氮肥，這一行為可以改良荒漠土壤肥力，為先鋒植物（指群落演替中最先出現(xiàn)的植物）生長(zhǎng)提供基礎(chǔ)。

除了上述兩個(gè)生存絕招，發(fā)菜還有兩個(gè)重要的生存技能——抗強(qiáng)光照和在干旱條件下長(zhǎng)時(shí)間休眠。

發(fā)菜能夠抵御強(qiáng)烈紫外線，得益于它們體內(nèi)的類孢粉素氨基酸（MAA）。這種物質(zhì)可以與寡糖（一種新型功能性糖源）連接，通過吸收射線，減少射線對(duì)細(xì)胞的損傷；它們同時(shí)還能與甘氨酸連接形成新的結(jié)構(gòu)，快速冷卻紫外線的能量，充當(dāng)“消防員”的角色。

發(fā)菜還有一個(gè)重要能力就是休眠。在極端干旱的情況下，發(fā)菜能進(jìn)入深度休眠，存活3～5年，遇水后可以再次恢復(fù)生長(zhǎng)。

而這些都得益于發(fā)菜的三大秘籍：

秘籍一，發(fā)菜細(xì)胞除了可以分泌多糖類物質(zhì)儲(chǔ)存大量水分外，它細(xì)胞內(nèi)的水分“脅迫”蛋白可以幫助脫水的發(fā)菜細(xì)胞維持必要的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

秘籍二，發(fā)菜細(xì)胞中含有一種叫“泛素”的蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)可以在細(xì)胞吸水恢復(fù)的時(shí)候，識(shí)別并清除細(xì)胞中那些發(fā)生損傷的蛋白質(zhì)，從而維護(hù)細(xì)胞的正?；钚?。

秘籍三，發(fā)菜的DNA具有多拷貝特性和甲基化特性。研究人員發(fā)現(xiàn)，基因組的多拷貝性可能與防止DNA損傷有關(guān)，多拷貝基因組可以對(duì)細(xì)胞核提供結(jié)構(gòu)上的保護(hù)，再加上一些基因的甲基化（指能夠在不改變基因序列的前提下，改變遺傳表現(xiàn)），可以幫助發(fā)菜的DNA在干旱狀態(tài)下維持正常形態(tài)和功能。

小小發(fā)菜，除了名字討喜，本身也具有極高的生態(tài)價(jià)值。但過去對(duì)于發(fā)菜的過度采集，對(duì)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)都造成了極大的破壞。由此可見，唯有與自然和諧共生，才是人類長(zhǎng)久的生存之路。

（責(zé)任編輯/張麗靜 美術(shù)編輯/周游）

巖石上生長(zhǎng)的生物結(jié)皮