人类未来移民太空，地衣可能就可以作为一个先遣队

　　来源：SELF格致论道讲坛

　　原标题：人类未来移民太空，地衣可能就是一个先遣队

　　地衣是藻菌互惠共生形成的一类特异化真菌，也是一类重要的生物资源。云南是中国重要生物类群的天然基因库，也是中国地衣生物多样性最丰富的代表地区。中国科学院昆明植物研究所研究员王立松，坚持地衣分类学研究38年，采集了5万多种标本。在SELF讲坛上，王立松带领我们微观极端环境中的地衣世界。


王立松 中国科学院昆明植物研究所研究员

　　以下内容为王立松演讲实录：

　　我叫王立松，我来自昆明植物研究所。大家可能都会很熟悉的一个名词叫青苔，青苔包含了很多的生物物种，包括真菌、地衣、苔藓、藻类等等。我研究的主要是地衣。



　　地衣到底是什么东西？假如我们把地衣体切开，在显微镜下看，绿色的是藻类，白色的是真菌。

　　我们打一个比方，把白色作为一个男生，绿色作为一个女生，这就不是我们所看到的真菌或藻类了，它是可以共生的。这里要强调，一定是共生藻或者共生菌，也就是它的特异化。

　　在这种情况下，举一个简单的比例。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“女生”，它就会产生共生。

　　这时候，藻类就会跟真菌说：“你给我盖房子，你得保护我。”那么真菌就给他盖了房子，也保护了它。但是藻类也会跟真菌说：“我给你做饭。”这就是光合作用提供氮素营养给真菌，所以互生关系就产生了。



　　我们在哪里可以看到地衣呢？在北京、上海、广州是看不到地衣的。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。

　　在一些特殊的环境里，比如说在干旱的沙漠地区，或者是一些高海拔地区，我们可以看到一些动物死去了以后，骨骼深面也长满了地衣，甚至牙齿表面都会有地衣的出现。牙齿是珐琅质组成的，很没有营养，但是地衣可以顽强地自养，生活得非常好。



　　在云南一些少数民族地区，结婚宴席上总会有一道特殊的菜，是用树花做成的。树花是一种地衣，用来凉拌着吃。我们问当地老乡，你们为什么每一次结婚的婚宴上都有这么一个菜呢？他们说这象征伉俪的永久和好。还有一种可能，是不是老百姓很早以前就有祖传的认识――地衣是共生的关系呢？

　　我们到丽江、香格里拉等这些地区，都能看到一个很普遍的食用地衣，大部分是作为蔬菜使用的。在一次大战的时候，当时没有足够的消炎药，受伤后就用松萝进行包扎，因为它有消炎的作用。



　　像云南肺衣，早期50年代的时候是困难时期，这种地衣是当地人用来充饥的，现在作为旅游食品已经到处都有了。



　　这个地衣是石蕊试剂提出的一个原料地衣体。地衣在动物的食物链里十分关键。我们都知道金丝猴，但是很少有人知道地衣。金丝猴在越冬的时候，因为冬季的时候没有果实，也没有嫩叶，所以它在越冬的时候，主要是靠吃地衣维持生计。

　　有的地衣物种的分布范围，跟金丝猴的迁徙路线是息息相关的。还有一些地衣，像在北极地区的鹿石蕊，是给驯鹿吃的主要地衣物种。

　　实际上地衣的生态学意义非常重要，特别是在极端环境里面，地衣尤显突出。在海拔4500-6000米的高山，如果我们顺着这个山脊往上爬的时候，我们已经很少看得到其他植物生长。但是我们爬到悬崖绝壁的时候，却可以看到五彩斑斓的地衣，在这里长得非常良好。



　　比如图片最上面的是生长在南极到北极、喜马拉雅地区，它每年的生长率不超过1个毫米。因此，这样的地衣在地震断层了以后，如果我们不知道这个断层年代，我们可以测量它的直径，获得断裂的信息。

　　在冰川退缩之后，地衣是首先登陆岩石表面肉眼可见的生物。它们在岩石表面形成了五彩斑斓的地衣世界，为什么会这样呢？因为藻菌共生以后会产生独特的地衣特有的缩酚酸类化合物。这些化合物有色素的作用，能够抵御紫外线的强辐射。



　　同样在干旱和极端高温的环境里，比如沙漠中心，同样也能看到一些地衣。这些地衣在沙漠的表面形成结皮，就是我们俗称的“地衣地毯”。



　　它可以改变沙漠的游动环境，为其他生物登陆创造一个最基本的条件。这样的地衣在采集的时候会发现它很烫手，我们当时也没有注意。结果到了晚上，凡是没有戴眼镜的人眼睛都非常疼，因为太阳光照射到积物之后，反射过来的热量把我们的眼睛烤得都很难受，戴了眼镜的人就会相对好一些。

　　其实地衣在植物的演替过程中起到了很重要的作用，在地衣生长的过程中，分泌的地衣酸可以把它的基物，比如石头表面的生物分化掉。这种生物分化就让一些孢子类的植物，比如苔藓、蕨类这些植物，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，它会风积更多的土壤，这样苍天大树就会重新生长，这就是植物演替中的“先锋生物”。



　　地衣也是一个最佳的生物监测材料。左边的照片是2006年我在昆明植物园拍的，昆明植物馆距离市中心只有十公里。等我2016年拍的时候，同样一棵树，同样的地点，随着城市的扩大，地衣已经消失殆尽了。

　　原因很简单，尽管地衣的生物适应性很强，但是它对环境的要求是非常敏感的。为什么我们在北京看不到地衣？因为有雾霾或者其他的一些汽车尾气。地衣生长得很慢，而且整体吸收，被破坏了就很难修复。



　　我们的研究工作主要是野外采集、看显微镜、做DNA。我一个加拿大的朋友跟我说：“你做的工作是全世界最好的工作。你可以跑到世界上任何一个有地衣的地方；你可以采集标本后，在显微镜下跟不同的生物物种对话；可以找到这些物种的归宿，探索它的起源。”

　　但是我们的采集工作也很辛苦。举一个例子，有一次我们在丽江玉龙雪山的蚂蟥坝，是一个平坦的坝子。工作后，我们带着馒头、土豆开始吃饭，等我们吃到一半的时候，所有的人都已经震惊了，蚂蟥爬到了我们身上，耳朵、脸上到处都是蚂蟥，手都抓不下去，只能拿刀子刮下去。

　　等我们回来后，发现满身都是蚂蟥咬的印子，蚂蟥咬了后不会止血，所以衣服上都是血。我经常跟我的学生说：“尊重我们的每一份标本，就是尊重我，因为这是我们用鲜血和生命换来的。”实际上在采集的过程中，我们有很多的一些敬业者，有牺牲的，也有受伤的。



　　地衣的多样性，无论是在高山还是沙漠中心，都显示出了它的独特。它们都很小，我们必须要弯腰去看，或者手持放大镜去看。如果不把地衣或者这些矮小的生物说进去，可能就谈不上是生物多样性，只能说植物多样性或者动物多样性。

　　把地衣这些小的植物、生物包括进去，才能叫作生物多样性。地衣也是一类重要的生物资源，比如在科隆香水里面用的就是地衣做的定香剂，还有一些作药用、染料等等。

　　现在有90%以上的人根本就不认识地衣，从南极到北极、到赤道、到高山都有地衣的分布，只不过是我们不认识。



　　全世界大概有两万种地衣，中国已知的有三千种地衣，我采集的标本大概有5万多个。这是80年代对国际开放的中国的一个很有名的杂志，叫《人民画报》。

　　1981年的时候，我刚进到植物所工作。单位派我参加了中国科学院横断山综合考察队，我当时17岁，考察队大概就两三百人，我是最小的一个。

　　那时候我们采集了大量的标本，结果在这些标本中，真菌有人在做，苔藓也有人在做。但是其中有一部分标本，我们采回来后发现没有人研究它们，去问老师，才知道整个西南地区都没有人做。

　　我们只能把这些标本打包放在箱子里，积累多了就是相当大的麻烦。因为既不能把它们处理扔掉，也不能进行科学鉴定。当时我就说我来做这个工作，从那时我就跟地衣结缘，一直到现在都还在研究地衣。

　　一般来说，地衣长在石头上，不是轻易就可以取下来的，有时候我们要把石头敲下来，带回到实验室。我也跟我的学生说，你们要读这个研究生，就要学会爬树。但是到目前为止，每次去都还是我在爬树，因为他们爬不上去。



　　在我们的工作中，我们也会发现一些新物种，比如像照片中的地衣物种，是在热带地区刚刚发表的新物种。



　　还有一些新物，比如上图的物种，只在局部的某个山头上发现。我们就推测，这可能是找到了避风港而保护下来的一个新物种，还在这么一个很小的环境里，只产生了一个独立形成的繁衍过程？这些都是科学上有待于去解决的问题。



　　这张照片是中国的一个特有种，叫金丝带，只在中国横断山地区分布。大家会问，这么漂亮的地衣，为什么不好好拍一些细节给我们看看呢？因为过了两年，我再去的时候这个树已经倒了，照片也成了文物。



　　这个地衣是在北美和日本都有分布的，早在十多年前北美和日本都宣布这个物种已经消失了。但是在中国喜马拉雅地区还有这个物种的出现，所以我们希望把这些物种作为濒危物种保护起来。



　　有些物种已经消灭了，比如中华疱脐衣。它并没有那么好看，原来的分布记录只在台湾阿里山和云南的丽江玉龙雪山。我2005年去的时候，最后拍到这个照片，也采集了这份标本，从那以后这个标本就消失在所有研究者的眼里。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。



　　另外一个方面就是会受到人为的干扰。比如这样的一个地衣，它是喜马拉雅、印度、尼泊尔地区的特有种，但是这个物种在中国被大量采集，用来做药，也做藏香的原料，但是这个物种的海拔分布只在3700-4500米之间，是一个非常狭小的分布带。

　　但是它被无序地采摘，目前滇西北已经很难到这个物种了。更关键的是，这个物种到底归属在哪个科、目、门，我们还不太清楚。也就是说，有一些地衣，在我们还没有认识之前，它可能就即将消失了。

　　我们目前要做的工作是什么呢？在中国，目前地衣有92%的物种不清。高等植物或者是有花植物，92%的物种可能是清楚的，地衣是刚好相反的。我们的首要问题，就是要澄清地衣的家谱和资源的分布。

　　同时，我们也关注另外一些问题，比如藻菌共生。地衣生长得非常慢，它的自身代谢产物可以做药、香料。如果我们长期依赖于自然资源，这会是一个极大的破坏。如果我们搞清楚藻菌共生的关系，找到发酵培养的方式，获得这些有效成分，就会减少对自然资源的依赖。

　　伟大的科学家霍金刚刚去世，他曾经预言过，人类在不久的将来即将离开地球。现在我们还没有发现一个像地球这样的蓝色星球，2020年中国也要去火星尝试考察。还有月亮，它的表面是极端的缺氧，还有高辐射等等，是一个非常冷酷的星球。

　　怎样去那些地方定居呢？最简单、最直观的想法是做一个玻璃罩子，在里面住十天可以，一个月可以，一年也可以，但是让人在那儿永远地繁衍下去，这让人难以想象。所以，我们需要改造这个星球的表面环境，可能地衣就是一个先遣队。

　　现在有些发达国家在做地衣园，比如芬兰，这是很好的宣传，也是很好的警示。但到目前为止，中国还没有一个地衣园，我们正准备筹建。



　　这是全世界搞地衣的所有人马。第一张照片是2016年在芬兰开会的时候拍摄的，大概有200人，也就是每个国家分一个人，其实不多。下面的照片是我们在昆明主办的地衣研讨会，总共50个人。



　　我们研究的人员也是寥寥无几，西南地区只有7个人，现在我们还在坚守。所以我们更希望，更多的年轻人能够加入到我们这个行列里。照片上的字是一个著名的植物学画家送给我的，“地衣有缘，人衣有缘，与地衣为伍者，信也。”