文峰
地衣的细细的菌丝互相交错,构成一片微小的“森林”,和它们所在的大森林相互呼应,这是大自然建筑美学上的奇迹。
在终年冰封的南极,地衣竟成为植物中的优势种类,总数达400余种,有黑色、灰色、黄色、白色和红色,为南极增添了奇异的景色。
人类或许有望在外星球建立农场,种植地衣来改造外星的大气与土壤环境,继而引入更高等的植物和动物,建立欣欣向荣的外星移民基地。
在大自然中的许多岩石、树皮、土壤甚至苔藓上,时常可以见到一些颜色各异的斑块、枝状物及叶状体,这就是地衣。地衣的体积很小,也没有鲜艳的色彩,因此很容易被人们所忽视,甚至被当成岩石、树皮的一部分,在分类上也经常被归入苔藓或菌类。
不过,鲜为人知的是,地衣虽然微小,但绝不简单。它们不仅能在险恶的荒芜之地默默生长,扮演着土地“拓荒先锋”、“环境检测员”等重要角色,还能走进药房、走上餐桌,为人类的健康贡献自己的绵薄之力……
真菌与藻类的共生体
最敏感的“环境检测仪”
在过去的很长时间里,地衣都被当成一种普通植物来看待,就如同小草大树一样被人们熟视无睹。直到19世纪中叶,一些植物学家深入研究后发现,地衣其实是某些真菌与藻类共生的复合体,可以看成一个互利共生的微型生物群落或生态系统,这种共生关系已经存在了无数年,在生物界堪称共生的成功典范。
真菌和藻类的共生,构成了地衣。作为多年生的生物体,这两个组成部分常年紧密联合,相互提供物质和营养:藻类将吸收的营养转换为碳水化合物,供给真菌吸收并转化为自身生长所需的维生素;而真菌则吸收空气中的水分,供给自身和藻类,同时也为藻类遮挡阳光,让它们免遭阳光直射、灼伤。
科学家们进一步研究发现,地衣实际上是一种利益不均等的特殊共生组织,是真菌“强奸”藻类的结果。在形态和大小上,菌类控制藻类,因此地衣体的形态几乎完全是真菌决定的,就连命名也主要是按照真菌的种类;真菌掠夺养分的能力也比藻类强,因此在很多地衣里,藻类几乎“奄奄一息”,但不会就此死亡——因为无论真菌如何强悍,它也不能离开藻类而独自生存。有人曾试验把藻类和菌类分开,单独培养,结果发现藻类依然生长旺盛,而菌类则很快就会被“饿死”,可见地衣中的菌类对藻类的依赖。
在世界范围内,地衣多达数万种,其形状、颜色、尺寸等方面的多样性,令人吃惊,而在自然状态下,形态最丰富的就是那些生长在树皮上的地衣。如果仔细观察它们,就会发现那些细细的菌丝互相交错,构成一片微小的“森林”,和它们所在的大森林相互呼应,这是大自然建筑美学上的奇迹。如果多种地衣交错在一起,还会形成有趣的小世界,它们盘踞在自己的地盘上,遵守“和平共处”的原则:鱼骨须地衣通常在最高处,其真菌丝极像排列整齐的鱼骨,形成高高的“拱门”,保护着下面的真菌;而马鬃地衣通常是在鱼骨须地衣的下面,它的菌丝和藻类紧密结合,几乎已经无法分开,就像一块无法轻易刺穿的毛毡;在这块“毛毡”下面,还有北部橡苔地衣,它将刺状的真菌丝努力穿透“毛毡”,伸向外部空间,吸收阳光和雨露。
在树皮上生存的地衣,一般俗称为“附生地衣”,它们还有一个奇妙之处,那就是它们所附着的树干,绝大部分已经枯死。而其他一些种类的地衣,也往往生活在石头或荒地表面。因此,很多人可能会觉得地衣对于森林毫无贡献,只是在进行无偿的“索取”,但事实并非如此。地衣不仅是森林物种多样化的重要组成部分,还能促进养分的循环,为很多哺乳动物、无脊椎动物和鸟类提供食物。更为重要的是,地衣也是森林中最敏感的“环境检测仪”,如果温度、湿度、水分、阳光照射量有所变化,地衣都能从自身的状态上反映出来。
极端环境里的生命奇迹
古老植物中的“老寿星
地衣没有根、茎、叶等器官,但真菌和藻类的奇妙结合,赋予了它们非同一般的适应能力。地衣不仅可以长在高等级植物或土壤表面,还可以生长在岩石表层,甚至混凝土、玻璃、金属、塑料等人造物,都可以作为它的“安家之处”。地衣特别耐旱,在干燥环境中会变干,进入休眠状态,可是一遇到潮湿的空气就从睡眠中苏醒过来,恢复生长。有的地衣能忍受60℃的高温,有的却能抵抗零下 50℃的严寒。因此,从南北两极到赤道,从高山到平地,从森林到荒漠,地衣都能繁殖生长,甚至形成一望无际的广大群落。
在终年冰封的南极,地衣竟成为植物中的优势种类,总数达 400 余种,有黑色、灰色、黄色、白色和红色,为南极增添了奇异的景色。一位英籍挪威探险家于1895年首次在南极圈内发现地衣时,就骄傲地声称:这是第一次在南极发现了“绿色植物”。
在长城站所在的乔治王岛上,大约分布着100种地衣。当夏季地面冰雪消融后,便可看到陆地的大部分区域都被两种枝状地衣——簇花松萝和南极松萝所覆盖,这些地衣呈绿色,远远望去,似乎是一片片草场。而在海边的岩石上,则密密麻麻地分布着多种壳状地衣,有的长达50厘米以上,但它们每年的生长速度却不足0.1毫米,还有一些甚至低于0.01毫米。在沧海桑田的变迁中,南极的许多生命都随时间而死亡了,唯有地衣却随时间一同生长,长到地老天荒。一位诗人在游历了南极之后,曾满怀深情地写道:“南极地衣,100 年才长 1 毫米,1000 年才长 1 厘米,我见到约6厘米高的地衣,它就是活了6000年的仙草。南极没有树,地衣是这儿唯一的植物,它们仿佛是南极大地上的抒情诗,给寒冷绣满了绿色的植被;地衣也是南极的国花,所有生命在它们面前,都将黯然失色……”
在北极的格陵兰岛上,也有许多地衣存在。其中有一种名为“地图衣”的地衣,据说当它的直径达到30~40厘米时,年龄就已经超过4500岁了,堪称生物界的“老寿星”。因此,这些生长在极端环境的地衣,很可能是目前地球上保持生命活动最长久的古老生物,可以用它们来估算冰川的年龄,还可以根据它们的某些特征,来推断过去的气候、环境的变化规律。
不但如此,地衣也是新世界的拓荒者,在不毛之地中,它们往往是第一个登陆者。专门研究地衣的美国科学家特弗雷·霍华德甚至这样说过:“地衣是人类农业的开创者。”在生长过程中,地衣会分泌一种酸性化学物质,叫做“地衣酸”,能分解它所附着的岩石。积年累月,被分解的岩石便碎裂了,加上风化作用,逐渐形成土壤,为其他植物提供生长条件。因此地衣也是改造陆地表面的先驱和开拓者,它勇于拓荒,为其他高等植物的生长铺平道路。
也许,当我们透过“勇气”号的镜头观察火星表面,就能想象出早期地球陆地表面的模样:到处是一望无际、毫无生机的荒漠。而在那个时候,真菌和藻类形成共生关系之后,它们就构成了地衣,随着潮涨潮落,在海边首先登上了陆地,并对陆地进行改造,把坚硬的岩石变成营养丰富的土壤,从而适合其他植物生存……也许正因为地衣的功劳,地球才能变成如今这样美丽而又充满生机。
“星际移民”的先锋?
质朴的乡野美味
事实上,近年来科学家利用高科技手段,对地衣进行深入研究,获得的结果更加令人惊叹。有一块在大英博物馆里陈列了15年的地衣标本,偶然沾了一点水之后,竟然又生长了起来!而在实验室里,生物学家惊奇地发现,即使在零下198℃的超低温条件下,采自南极的地衣也能继续生存。随着人类航天技术的进步,对地衣的研究也延伸到了外太空。2005年,欧洲空间局联合俄罗斯航天局,由俄罗斯“FOTON-M2”返回式实验卫星将采自南极的两种地衣——地图衣与丽石黄衣送入了太空,并将它们完全暴露在开放的宇宙空间之中达半月之久。这些地衣经历了真空、失重、温度剧烈变化,以及强烈的宇宙射线辐射等残酷条件的考验。在卫星返回地球后,科学家将它们重新置于适宜的环境中,发现在24小时内,它们竟然又恢复了生命,重新生长来起来!随后,科学家于2007年又进行了类似的实验,将地图衣、丽石黄衣和另一种名为“灌木平茶渍”的地衣,连同一些蓝藻和细菌一起,通过“FOTON-M3”返回式实验卫星送入太空,一同暴露在宇宙空间中。10 天后,卫星返回地面,科学家发现那些蓝藻和细菌都已经毫无生机,而地衣却依旧存活着,而且其子囊孢子还能萌发。
原来,地衣在太空中会进入休眠状态,而一旦返回地球,它们的生命就再次复苏。这个实验结果表明,地衣完全有可能在一些更为“舒适”的环境中(如火星和土星的部分卫星表面)存活。有的科学家还提出了更大胆的设想:在月球和火星的地面环境上种植地衣……将来,人类或许有望在外星球建立农场,种植地衣来改造外星的大气与土壤环境,继而引入更高等的植物和动物,建立欣欣向荣的外星移民基地……
当然,这些科学家的设想,似乎还是天方夜谭,就算真的能实现,也不知道是多少年后的事。不过,充满智慧的祖先早就告诉了我们:目光固然要放得长远,但满足当下的需求最重要——在很早以前,虽然人们并没有全面了解地衣的特性,却并不妨碍对它加以利用。《本草纲目》中就有这样的记载:“松萝,能平肝邪,去寒热,同瓜蒂诸药则能吐痰。”其中所说的松萝,就是一种典型的枝状地衣。到了现代,人们还可以从某些地衣中提取抗菌素、染料、定香剂和化妆品原料等材料,比如从石蕊中提取的石蕊色素,可以用来制造酸碱测试剂,从树花衣中提取的香料,则可以用来制取香水。
另有一些种类的地衣,还可以走上餐桌,改善我们的生活。在清代王磐编纂的《野菜谱》里,就收录了这样一首歌谣:“地踏菜,生雨中,晴日一照郊原空。庄前阿婆呼阿翁,相携儿女去匆匆。须臾采得青满笼,还家饱食忘岁凶。”其中所提到的“地踏菜”就是地耳,也俗称“地皮菜”,是一种可食用地衣,一般生长在阴暗潮湿的地方,看起来有点像泡软的黑木耳,这首歌谣生动地描绘了人们依靠“地踏菜”充饥救荒的情景。
可见,自古以来,地衣就是一种重要的野蔬,拯救过许多劳苦大众。雷声过后,地衣沐雨而发,悄悄地出现在不受污染的山地草原上,因此国外有些地方称其为“上帝的眼泪”,认为它是“天赐之物”。近年来,在世界各地的高档餐厅中,也能看到以地衣为食材的美食,餐厅还美其名曰“情人的眼泪”,经过特殊的烹饪程序,其味鲜美,令人回味无穷。