撰文/李麗娟(中國科學院昆明植物研究所)
本文節選自《知識就是力量》雜志
在野外,在粗糙的樹皮上、裸露的岩石上,我們常常可以看到顔色各異、形如花瓣的斑痕,這就是地衣,其中大家最為熟悉的莫不過是餐桌上的常客———地皮菜。可是,我們從沒見過地衣開花結果,那它是怎麼傳宗接代的呢?
最早登陸的生物
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,那麼,最早登陸陸地的肉眼可見的生物是什麼呢?苔藓?蕨類?不,答案是地衣。
科學家在距今約6億年前的黑色磷塊岩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。同時也預示着,遠在苔藓和蕨類登陸之前,地衣可能就已經開始改造地表岩石圈,也就是說,地衣極有可能是最早到達陸地的先鋒物種。
極端環境下生長的地衣
地衣的前世今生
在1866年以前,地衣曾被認為是像苔藓那樣的自養植物。但事實上,在地衣的形态結構中,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裡的共生菌決定的,更可憐的是地衣并沒有自己的名字,而是借用身體裡的大佬——真菌的名字。
地衣沒有根、莖、葉的分工用于吸取營養物質,體内又有兩個小夥伴“張着嘴要吃飯”,它們是怎樣存活下來的呢?原來,藻類通過光合作用能産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,每種地衣裡的共生菌都是獨一無二的,它們在自然界無法獨立存活,隻出現在與藻類共生的狀态下或地衣體内。
那麼,是不是随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——隻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,一種共生菌隻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。
左:真菌與綠藻共生
右:真菌與藍藻共生
地衣怎麼傳宗接代?
原來,地衣主要是通過産生真菌孢子(相當于種子植物的種子)來繁衍後代,而真菌孢子形态多種多樣,是物種識别的重要依據之一。孢子成熟後,會離開地衣體散落到合适的環境中萌發形成菌絲,當菌絲“俘獲”了适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。
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