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真菌不倒仙翁身世之谜

时间:2022-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:可见,与人类相比,真菌可谓传说中的不倒仙翁了,掐指算来,它们已有10多亿岁了。也许是因为年轻,藏不住锋芒,真菌成为微生物王国内最先曝于人前的一族。奇怪的是,尽管人类对真菌善加利用,却并不了解它的身世。这一奇怪现象,使得真菌的身世之谜愈加扑朔迷离,众说纷纭,直到现在也没有道出个所以然来。真菌从土壤中吸取矿物质,并供给植物细胞。与没有接受宿主的植物相比,植物和真菌之间的共生关系是互惠互利的。

别看真菌在微生物王国中是新新一族,可综观地球发展史,46亿年前,地球诞生;10亿年前,地球上出现原始生物;4亿年前,在海洋中出现了鱼类;2亿年前,出现了爬虫类,同时,在陆地上产生了大量的森林;1亿年前,出现了哺乳类动物;仅在100万年前,产生了猿人——人类的祖先。可见,与人类相比,真菌可谓传说中的不倒仙翁了,掐指算来,它们已有10多亿岁了。

也许是因为年轻,藏不住锋芒,真菌成为微生物王国内最先曝于人前的一族。自古以来,人类在日常生活和生产实践中,已经觉察到微生物的生命活动及其所发生的作用。中国利用微生物进行酿酒的历史,可以追溯到4000多年前的龙山文化时期,这些可以在龙山文化出土的陶器中盛酒的蹲、冲酒的盉、煮酒的斝中找到证据。中国古代文献记载有黄帝与岐伯讨论醪醴(即酒)、周代杜康制酒、夏代仪狄酿酒的传说,殷商时代的甲骨文中刻有“酒”字。这些记录表明,中国在新石器时期已经有了酒。而在古希腊留下来的石刻上,就记有酿酒的操作过程。

真菌——传说中的不倒仙翁

有的学派认为真菌是由藻类演化而来

五亿年前,第二批冒险家——海藻登陆

北魏贾思勰的《齐民要术》中,列有谷物酿酒、制曲、制酱、造醋和腌菜等方法。公元前6世纪的《左传》中,有用麦曲治腹泻病的记载。宋代陈仁玉所著《菌谱》(1250年)描述了食用菌11种,明代潘之恒所著《广菌谱》(1500年)描述了食用菌19种。1977年,考古工作者在浙江余姚县河姆渡村进行考古发掘,发现出土物中就有菌类,这表明在仰韶文化时期(距今6000—7000年),中国人已经开始采食蘑菇了。

由此可知,真菌家族早就与人类建立了关系,而且相处融洽。奇怪的是,尽管人类对真菌善加利用,却并不了解它的身世。

这一奇怪现象,使得真菌的身世之谜愈加扑朔迷离,众说纷纭,直到现在也没有道出个所以然来。目前流行两个版本,一个学派认为真菌是由藻类演化而来。这些藻类因丧失色素而从自养变成异养,于是生理的变化引起了形态的改变。它们根据性器官的形态和交配方式进行推测,认为鞭毛菌来自绿藻,子囊菌来自红藻,接合菌来自接合藻,担子菌来自子囊菌。另一个学派认为除卵菌来自藻类外,其余的真菌来自原始鞭毛生物。鞭毛生物水生,具有一至数根鞭毛,有的含其他色素或无色素,有的含叶绿素或红色素。含叶绿素的演化为藻,无色素的演化为菌。

并不奇怪人类会如此设想:在10亿年前,辽阔的海洋曾是一片条件优越的乐土,里面充满无限的生机和丰富的营养,而陆地则是一片荒凉的不毛之地。也就在这个时代,由于某种特定的原因,一些海洋类生物第一次脱离海水,成为陆地上的“冒险家”。

这些新来者面对的是一个从未开垦过的新世界。这里充满机遇与挑战:这里没有其他植物的竞争,阳光充足,空气中富含光合作用所必需的二氧化碳,土壤中含有丰富的矿物质。通过几亿年的进化适应,“冒险家”终于褪去水生的特性,蜕变成陆地上的东道主。但仍有一个缺陷让它们生存维艰,尽管它们可以从土壤中吸取矿物质作为营养,却没有能力合成碳水化合物和有机物。

就这样,它们承担着这一缺陷带来的各种各样的痛苦,直到五亿年前,海水中的又一批“冒险家”登陆,它们是海藻,它们的目标是变性为植物,但这里的土地贫瘠,几乎不含有机物。对那些从海藻进化来的植物而言,这就成了问题,因为它们无法利用土壤中的矿物盐。两种同病相怜的缺陷生物,一见钟情,产生了共鸣,于是达成协议,决定在植物根部,即植物和真菌之间形成某种共生关系。真菌从土壤中吸取矿物质,并供给植物细胞。作为回报,植物则为真菌合成糖类、氨基酸和维生素。

与没有接受宿主的植物相比,植物和真菌之间的共生关系是互惠互利的。结盟共生的植物体能更好地利用土壤养分,因为丝状的真菌菌丝增加了根的面积。随着时间的推移,自然选择规律又强化了这种合作关系,以致今天地球上80%左右的植物都有根菌,即植物根部与真菌共生的结合体。

形成了菌根的植物与真菌尽管都是相互独立的生物体,但它们离不开彼此了。它们的基因组相互定型,相互作用,并通过化学信息进行信息交流。例如,日本荷花的根与珍珠巨孢囊菌之间的相互作用就可以说是基因组之间的一场对话。当根与真菌的孢子一接触,荷花的DNA中就有一些基因被激活,从而引起细胞结构的一系列变化,然后在根细胞的表面生成一些能接受真菌及丛枝体的囊泡。细胞结构和细胞器也相应改变了它们的形状,以适应这种变化。

但此刻人类所目睹的只是“巨人家族”——真菌家族的冰山一角。还有一些生活在桃花源的大家闺秀,一直过着“千呼万唤不出来,犹抱琵琶尽遮面”的隐居生活。直到1700年—1850年间,这批自卑且害羞的真菌才被人为地扯下红盖头,掀起红盖头的是一位叫P·A·米凯利的意大利人,他利用简单的显微镜偷窥着真菌的隐私。直到此刻人类才认识到,原来在人体内也尽是这些小家伙,人类往往更关注自身的利益,而对真菌家族则另眼相看,极为重视。因此,这些“侏儒真菌”才开始了另一种生活。

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