【地球演义】第九十二回 当真菌遇到小藻

读图模式

  上回说到原始的苔藓植物在奥陶纪出现,成为生命登陆的先驱。但实际上,陆生生命的出现时间可能远早于此。一些化石证据显示,一类由真菌和光合藻类组成的复合生命——地衣(Lichen),很可能早在苔藓出现之前,就已经征服了干旱贫瘠的不毛荒野。

生长在光秃秃的岩石表面的地衣。与其他陆生植物和真菌不同,它完全不需要土壤。图片来源自网络。

  地衣是一类非常奇妙的生命:它是多细胞真菌和单细胞光合生物的共生体。地衣体主要由真菌菌丝构成,内部包裹着能够进行光合作用的藻类或者蓝菌——后者的色素系统为地衣染上了各种颜色。真菌负责吸收水分和无机盐,提供给共生藻类;作为回报,藻类合成的有机物大部分被真菌征用。

地衣内部结构图,真菌菌丝紧密地包裹着藻类细胞。图片来源见水印。

  最新的研究结果证明,几乎所有的现代大型地衣体中都生活着两类完全不同的真菌:子囊菌类(各种霉菌是典型的子囊菌)和担子菌类(大部分蘑菇,木耳,云芝都属于担子菌)。它们和共生藻类相互作用和影响,构成了复杂的层次结构和独特的叶状,壳状,枝状和丝状外形[1]。在实验室中单独培养真菌和藻类,都无法得到它们的地衣形态。因此在分类学上,地衣被作为一类独特的生物对待。

形态和色泽各异的地衣。它们曾经被当作是一类单独的植物,后来才发现是几种截然不同的生物共生形成的群体。图片来源自网络。

  地衣的化石记录稀少而零散。现在已经无从知道它们起源的具体时间和详细过程。早在6亿年前的前寒武纪海相沉积地层中就已经发现了类似真菌和藻类的共生体化石[2]。也许这种早期复合生命并不是现代地衣的真正祖先,不过我们仍然可以依稀想象出原始的真菌和藻类的那次相遇:因为某些原因,真菌没有凶狠地侵入小藻细胞内部,夺取营养,而是把它们温柔地包裹起来,纳入怀中,互惠共生,形成一种全新的生命形态。

6亿年前陡山沱组发现的疑似真菌-藻类共生体化石。图片来源自[2]。

  已确认的最古老的地衣化石来自泥盆纪[3]。但有理由相信,地衣登上陆地的时间至少不会晚于绿色植物。和苔藓植物相比,地衣对水分和土壤的依赖度极低。它们可以生长在光秃秃的岩石表面,在不良条件下,真菌菌丝脱水休眠,形成厚厚的防护屏障,把脆弱的藻类细胞牢牢保护在自己体内,一同度过难关。许多现代地衣生长极其缓慢,每年大部分时间都处在干巴巴的休眠状态,只在雨季短暂复苏,生长几个毫米。但地衣的寿命极长,长达百年的积累,可以布满大片岩石表面,形成广阔的地衣苔原。

泥盆纪地衣化石切片照,真菌菌丝和藻类细胞清晰可辨,标尺长度a:500um;b,c:10um;d,e,f:5um。图片来源自[3]。

脱水休眠,浸泡复苏,有点像……呵呵。

  地衣的繁殖也是个有趣的过程。一些真菌菌丝包裹着几个藻类细胞,形成像灰尘一样的粉芽(Soredia),从地衣体表面喷洒出来,四处飘荡。遇到适宜的环境就附着生长。或者,一些地衣体的碎片从母体上脱落,被风水带到其他地方生长。在森林和草地出现之前,覆盖在地表上的就只有这些生命力异常强韧的地衣。

地衣粉芽照片和示意图,粉芽扮演了类似“复合孢子”的角色。图片来源见水印。

  地衣的大批登陆很可能为陆生绿色植物的演化提供了非常重要的前提条件:土壤。在生长过程中,地衣的菌丝体进入岩石表面的细微裂缝,撬剥石片,加速风化。地衣本身还会分泌酸性物质腐蚀岩石。崩解的细碎石屑构成了早期的土壤颗粒。被雨水冲刷携带,进入水体,沉积在河流中下游和湖泊中,为苔藓植物的生长提供了基质。从这个角度来讲,地衣可以说是生命登陆的开路先锋。

上图:地衣对岩石表面的物理剥离,化学腐蚀和加速风化作用。下图:被地衣侵蚀的岩石表面。图片来源自网络。

高大的维管植物出现后,也成了地衣的生长基体。帘垂幔卷的长松萝(上图)也是地衣的一种。成片地附生在高山林木的枝干上。在凋敝的冬季,营养丰富,易于消化的长松萝是滇金丝猴(下图)的重要食物来源。图片来源见水印。

地球名片

生物分类:植物?真菌?界-地衣门

存在时间:出现时间不明 至 现代

现存种类:约26000种

化石种类:不明

生活环境:陆地

代表特征:真菌菌丝包裹光合藻类细胞组成的复合生命体

代表种类:石耳,松萝,地皮菜


参考文献:

[1] Spribille, T., Tuovinen, V., Resl, P., Vanderpool, D., et el, Basidiomycete yeasts in the cortex of ascomycete macrolichens. Science (2016), DOI: 10.1126/science.aaf8287

[2] Xunlai Yuan, Shuhai Xiao, T. N. Taylor, Lichen-Like Symbiosis 600 Million Years Ago. Science (2005) Vol. 308, Issue 5724, pp. 1017-1020, DOI: 10.1126/science.1111347

[3] T. N. TAYLOR, H. HASS, W. REMY, H. KERP, The oldest fossil lichen. Nature 378, 244 (1995); doi:10.1038/378244a0


------------------------------------------

想看其他章节请点这里:

【地球演义】目录贴

感兴趣的话,请关注攀缘的井蛙,每天琢磨点新东西

评论 (15) 只看楼主

全部评论

你的评论

最新帖子

关于我们 加入凤凰 媒体报道 帮助中心 凤凰活动 家长监控 免责声明 联系我们 移动版 移动应用

©凤凰网    京ICP证100430号    京网文[2018] 6282-492号    新出发京零字东150005号     京公网安备11010502007133号

违法和不良信息举报邮箱:    举报电话:18612934101    网上有害信息举报专区