地衣是真菌还是藻类

地衣既不是单纯的真菌,也不是单纯的藻类,而是这两种生物组合而成的特殊共生体。它的真菌共生组分一般是子囊菌或担子菌,光合共生组分是绿藻或蓝细菌。蓝细菌过去也叫蓝藻或蓝绿藻,现在通常被视作自养型的原核细菌,但人们习惯上仍将其归入藻类。

地衣中的真菌和藻类长期互利共生。藻类娇嫩的身体在真菌的支持下,得到了更多保护。四通八达的茂密菌根从外界环境中汲取水分和无机盐,源源不断地提供给藻类。水和养料(特别是氮素)的供给,无论速度上还是数量上,绝不是非共生藻类所能比拟的。真菌的付出当然会得到回报,藻类的光合作用产物大部分都给了它。真菌在藻类的滋养下,也生活得更加轻松。

各种地衣

异层地衣横切面(左),同层地衣横切面(右)

地衣常呈现出壳状、叶状或树枝状的形态。它们虽然生长缓慢,每年只能长几厘米,却是异常顽强,又懂得把握机会。它们遇到恶劣的大旱气候,就及时休眠;得到几滴甘霖,又立刻恢复生机。所以,地衣能附在岩石、地面和树皮上生活,耐寒耐旱,绝壁大漠上都可生存。它还能深入其他植物难以涉足的严酷地带,在高山、冻土、南北极铺就广袤的苔原。因此,地衣也是生物界的“开路先锋”。它们分泌地衣酸,使坚硬的岩石变得松软,让风化作用、成土作用更加迅速,让其他植物的根系更容易抓住地面,让荒漠逐渐变成绿洲。

地衣不仅在现在生物圈的平衡发展中功不可没,在植物的演化史上也扮演过重要角色。在6.3亿~5.4亿年前的新元古代埃迪卡拉纪,高等陆生植物还没有出现,地衣就已经崭露头角了。比如中国贵州瓮安陡山沱组的岩石中有一种类似地衣的化石,科学家把它看作是绿藻、蓝细菌和真菌的综合体。而到了约4亿年前的早泥盆世,已经发展出了实实在在的地衣。从它们体内的光合组分中,能识别出应对菌根的特有共生标志。苏格兰的莱尼燧石岩中就有这类地衣的身影,它们与最早的高等陆生植物比邻而居。一些科学家认为,有了地衣中共生真菌的菌根,早期陆生植物才演化出最初的根系。

灌木状地衣的红色子囊盘像头戴红帽的英国士兵

令人惊叹的是,在约4亿前的早、中泥盆世,地球上生长着一种巨型的地衣。这种名叫“原拟紫杉”的生物,高2~9米,直径可达1米,与今天那些矮小不起眼的地衣不可同日而语。科学家一开始还以为它们是高大的紫杉树,便取了这么个名字,后来却发现它内部的结构与真菌相仿。于是问题就来了:在当时的地球上,高等植物还没站稳脚跟,地面还没披上厚实的绿装,陆地的生产力又非常低下,真菌不过是种异养型生物,到底是谁养活了这么大的原拟紫杉呢?最好的解释就是:它们能自力更生。原拟紫杉的体内有藻类提供食粮,而真菌共生组分则使个体努力长高,争得阳光的青睐,最终使它们成为当时陆地生态系统中最令人瞩目的成员。

微博士:成土作用

成土作用是指岩石母质在生物作用和水力、风力等自然力的作用下,发生风化,产生肥力,从而转变为土壤的过程。生物在成土作用的初始阶段中具有决定性作用。 自养型微生物和地衣是成土作用的先锋,它们能在裸露的岩面或风化的崩解物上着生、生长、繁衍,使岩石、堆积物进一步崩解、疏松,同时积累有机质,经历复杂的物理、化学变化,慢慢形成真正具有肥力的土壤。

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