美國科幻片講述了2050年的火星故事,當時地球正逐步走向毀滅,移民火星殖民是人類的唯一選擇.正當移民們以為火星不會適合人類居住的時候,其實火星已經有人居住了,那些人生存的基礎竟然是地衣.地衣的生存能力和繁殖能力都特別強,它們改變了火星大氣的成分,讓火星能夠適應地球移民生存.這個故事聽起來有些令人不可思議吧,可歐洲空間局的科學家正打算這麼做,他們希望把地衣移栽到火星上,讓地衣成為人類移民外星的"先遣部隊".他們最近的實驗表明,地衣能夠適應嚴酷的外星環境.這個實驗也為存在外星的可能性提供了新的證據.
地衣是藻菌互惠共生形成的一類特異化真菌，也是一類重要的生物資源。雲南是中國重要生物類群的天然基因庫，也是中國地衣生物多樣性最豐富的代表地區。中國科學院昆明植物研究所研究員王立松，堅持地衣分類學研究38年，採集了5萬多種標本。在SELF講壇上，王立松帶領我們微觀極端環境中的地衣世界。
王立松 中國科學院昆明植物研究所研究員
以下內容為王立松演講實錄：
我叫王立松，我來自昆明植物研究所。大家可能都會很熟悉的一個名詞叫青苔，青苔包含了很多的生物物種，包括真菌、地衣、苔蘚、藻類等等。我研究的主要是地衣。
地衣到底是什麼東西?假如我們把地衣體切開，在顯微鏡下看，綠色的是藻類，白色的是真菌。
我們打一個比方，把白色作為一個男生，綠色作為一個女生，這就不是我們所看到的真菌或藻類了，它是可以共生的。這裡要強調，一定是共生藻或者共生菌，也就是它的特異化。
在這種情況下，舉一個簡單的比例。真菌的孢子飛到世界上任何一個角落，它一旦看到了適合它的“女生”，它就會產生共生。
這時候，藻類就會跟真菌說：“你給我蓋房子，你得保護我。”那麼真菌就給他蓋了房子，也保護了它。但是藻類也會跟真菌說：“我給你做飯。”這就是光合作用提供氮素營養給真菌，所以互生關係就產生了。
我們在哪裡可以看到地衣呢?在北京、上海、廣州是看不到地衣的。但是我們到野外，就可以看到樹幹上、樹枝上、建築物表面，甚至是玻璃表面，都是有地衣的。
在一些特殊的環境裡，比如說在乾旱的沙漠地區，或者是一些高海拔地區，我們可以看到一些動物死去了以後，骨骼深面也長滿了地衣，甚至牙齒表面都會有地衣的出現。牙齒是琺琅質組成的，很沒有營養，但是地衣可以頑強地自養，生活得非常好。
在雲南一些少數民族地區，結婚宴席上總會有一道特殊的菜，是用樹花做成的。樹花是一種地衣，用來涼拌著吃。我們問當地老鄉，你們為什麼每一次結婚的婚宴上都有這麼一個菜呢?他們說這象徵伉儷的永久和好。還有一種可能，是不是老百姓很早以前就有祖傳的認識——地衣是共生的關係呢?
我們到麗江、香格里拉等這些地區，都能看到一個很普遍的食用地衣，大部分是作為蔬菜使用的。在一次大戰的時候，當時沒有足夠的消炎藥，受傷後就用松蘿進行包紮，因為它有消炎的作用。
像雲南肺衣，早期50年代的時候是困難時期，這種地衣是當地人用來充飢的，現在作為旅遊食品已經到處都有了。
這個地衣是石蕊試劑提出的一個原料地衣體。地衣在動物的食物鏈裡十分關鍵。我們都知道金絲猴，但是很少有人知道地衣。金絲猴在越冬的時候，因為冬季的時候沒有果實，也沒有嫩葉，所以它在越冬的時候，主要是靠吃地衣維持生計。
有的地衣物種的分佈範圍，跟金絲猴的遷徙路線是息息相關的。還有一些地衣，像在北極地區的鹿石蕊，是給馴鹿吃的主要地衣物種。
實際上地衣的生態學意義非常重要，特別是在極端環境裡面，地衣尤顯突出。在海拔4500-6000米的高山，如果我們順著這個山脊往上爬的時候，我們已經很少看得到其他植物生長。但是我們爬到懸崖絕壁的時候，卻可以看到五彩斑斕的地衣，在這裡長得非常良好。
比如圖片最上面的是生長在南極到北極、喜馬拉雅地區，它每年的生長率不超過1個毫米。因此，這樣的地衣在地震斷層了以後，如果我們不知道這個斷層年代，我們可以測量它的直徑，獲得斷裂的信息。
在冰川退縮之後，地衣是首先登陸岩石表面肉眼可見的生物。它們在岩石表面形成了五彩斑斕的地衣世界，為什麼會這樣呢?因為藻菌共生以後會產生獨特的地衣特有的縮酚酸類化合物。這些化合物有色素的作用，能夠抵禦紫外線的強輻射。
同樣在乾旱和極端高溫的環境裡，比如沙漠中心，同樣也能看到一些地衣。這些地衣在沙漠的表面形成結皮，就是我們俗稱的“地衣地毯”。
它可以改變沙漠的遊動環境，為其他生物登陸創造一個最基本的條件。這樣的地衣在採集的時候會發現它很燙手，我們當時也沒有注意。結果到了晚上，凡是沒有戴眼鏡的人眼睛都非常疼，因為太陽光照射到積物之後，反射過來的熱量把我們的眼睛烤得都很難受，戴了眼鏡的人就會相對好一些。
其實地衣在植物的演替過程中起到了很重要的作用，在地衣生長的過程中，分泌的地衣酸可以把它的基物，比如石頭表面的生物分化掉。這種生物分化就讓一些孢子類的植物，比如苔蘚、蕨類這些植物，就可以在很少的土壤裡面生長，等它生長到一定的時間以後，它會風積更多的土壤，這樣蒼天大樹就會重新生長，這就是植物演替中的“先鋒生物”。
地衣也是一個最佳的生物監測材料。左邊的照片是2006年我在昆明植物園拍的，昆明植物館距離市中心只有十公里。等我2016年拍的時候，同樣一棵樹，同樣的地點，隨著城市的擴大，地衣已經消失殆盡了。
原因很簡單，儘管地衣的生物適應性很強，但是它對環境的要求是非常敏感的。為什麼我們在北京看不到地衣?因為有霧霾或者其他的一些汽車尾氣。地衣生長得很慢，而且整體吸收，被破壞了就很難修復。
我們的研究工作主要是野外採集、看顯微鏡、做DNA。我一個加拿大的朋友跟我說：“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個有地衣的地方;你可以採集標本後，在顯微鏡下跟不同的生物物種對話;可以找到這些物種的歸宿，探索它的起源。”
但是我們的採集工作也很辛苦。舉一個例子，有一次我們在麗江玉龍雪山的螞蟥壩，是一個平坦的壩子。工作後，我們帶著饅頭、土豆開始吃飯，等我們吃到一半的時候，所有的人都已經震驚了，螞蟥爬到了我們身上，耳朵、臉上到處都是螞蟥，手都抓不下去，只能拿刀子刮下去。
等我們回來後，發現滿身都是螞蟥咬的印子，螞蟥咬了後不會止血，所以衣服上都是血。我經常跟我的學生說：“尊重我們的每一份標本，就是尊重我，因為這是我們用鮮血和生命換來的。”實際上在採集的過程中，我們有很多的一些敬業者，有犧牲的，也有受傷的。
地衣的多樣性，無論是在高山還是沙漠中心，都顯示出了它的獨特。它們都很小，我們必須要彎腰去看，或者手持放大鏡去看。如果不把地衣或者這些矮小的生物說進去，可能就談不上是生物多樣性，只能說植物多樣性或者動物多樣性。
把地衣這些小的植物、生物包括進去，才能叫作生物多樣性。地衣也是一類重要的生物資源，比如在科隆香水裡面用的就是地衣做的定香劑，還有一些作藥用、染料等等。
現在有90%以上的人根本就不認識地衣，從南極到北極、到赤道、到高山都有地衣的分佈，只不過是我們不認識。
全世界大概有兩萬種地衣，中國已知的有三千種地衣，我採集的標本大概有5萬多個。這是80年代對國際開放的中國的一個很有名的雜誌，叫《人民畫報》。
1981年的時候，我剛進到植物所工作。單位派我參加了中國科學院橫斷山綜合考察隊，我當時17歲，考察隊大概就兩三百人，我是最小的一個。
那時候我們採集了大量的標本，結果在這些標本中，真菌有人在做，苔蘚也有人在做。但是其中有一部分標本，我們採回來後發現沒有人研究它們，去問老師，才知道整個西南地區都沒有人做。
我們只能把這些標本打包放在箱子裡，積累多了就是相當大的麻煩。因為既不能把它們處理扔掉，也不能進行科學鑑定。當時我就說我來做這個工作，從那時我就跟地衣結緣，一直到現在都還在研究地衣。
一般來說，地衣長在石頭上，不是輕易就可以取下來的，有時候我們要把石頭敲下來，帶回到實驗室。我也跟我的學生說，你們要讀這個研究生，就要學會爬樹。但是到目前為止，每次去都還是我在爬樹，因為他們爬不上去。
在我們的工作中，我們也會發現一些新物種，比如像照片中的地衣物種，是在熱帶地區剛剛發表的新物種。
還有一些新物，比如上圖的物種，只在局部的某個山頭上發現。我們就推測，這可能是找到了避風港而保護下來的一個新物種，還在這麼一個很小的環境裡，只產生了一個獨立形成的繁衍過程?這些都是科學上有待於去解決的問題。
這張照片是中國的一個特有種，叫金絲帶，只在中國橫斷山地區分佈。大家會問，這麼漂亮的地衣，為什麼不好好拍一些細節給我們看看呢?因為過了兩年，我再去的時候這個樹已經倒了，照片也成了文物。
這個地衣是在北美和日本都有分佈的，早在十多年前北美和日本都宣佈這個物種已經消失了。但是在中國喜馬拉雅地區還有這個物種的出現，所以我們希望把這些物種作為瀕危物種保護起來。
有些物種已經消滅了，比如中華皰臍衣。它並沒有那麼好看，原來的分佈記錄只在臺灣阿里山和雲南的麗江玉龍雪山。我2005年去的時候，最後拍到這個照片，也採集了這份標本，從那以後這個標本就消失在所有研究者的眼裡。到目前為止，中國還沒有一個對地衣的紅色名錄和紅皮書，我們也希望以後能做這方面的工作。
另外一個方面就是會受到人為的干擾。比如這樣的一個地衣，它是喜馬拉雅、印度、尼泊爾地區的特有種，但是這個物種在中國被大量採集，用來做藥，也做藏香的原料，但是這個物種的海拔分佈只在3700-4500米之間，是一個非常狹小的分佈帶。
但是它被無序地採摘，目前滇西北已經很難到這個物種了。更關鍵的是，這個物種到底歸屬在哪個科、目、門，我們還不太清楚。也就是說，有一些地衣，在我們還沒有認識之前，它可能就即將消失了。
我們目前要做的工作是什麼呢?在中國，目前地衣有92%的物種不清。高等植物或者是有花植物，92%的物種可能是清楚的，地衣是剛好相反的。我們的首要問題，就是要澄清地衣的家譜和資源的分佈。
同時，我們也關注另外一些問題，比如藻菌共生。地衣生長得非常慢，它的自身代謝產物可以做藥、香料。如果我們長期依賴於自然資源，這會是一個極大的破壞。如果我們搞清楚藻菌共生的關係，找到發酵培養的方式，獲得這些有效成分，就會減少對自然資源的依賴。
偉大的科學家霍金剛剛去世，他曾經預言過，人類在不久的將來即將離開地球。現在我們還沒有發現一個像地球這樣的藍色星球，2020年中國也要去火星嘗試考察。還有月亮，它的表面是極端的缺氧，還有高輻射等等，是一個非常冷酷的星球。
怎樣去那些地方定居呢?最簡單、最直觀的想法是做一個玻璃罩子，在裡面住十天可以，一個月可以，一年也可以，但是讓人在那兒永遠地繁衍下去，這讓人難以想象。所以，我們需要改造這個星球的表面環境，可能地衣就是一個先遣隊。
現在有些發達國家在做地衣園，比如芬蘭，這是很好的宣傳，也是很好的警示。但到目前為止，中國還沒有一個地衣園，我們正準備籌建。
這是全世界搞地衣的所有人馬。第一張照片是2016年在芬蘭開會的時候拍攝的，大概有200人，也就是每個國家分一個人，其實不多。下面的照片是我們在昆明主辦的地衣研討會，總共50個人。
我們研究的人員也是寥寥無幾，西南地區只有7個人，現在我們還在堅守。所以我們更希望，更多的年輕人能夠加入到我們這個行列裡。照片上的字是一個著名的植物學畫家送給我的，“地衣有緣，人衣有緣，與地衣為伍者，信也。”
總結
地衣本是自然界中的“拓荒者”，它們在嚴酷的荒漠中甚至裸露的岩石上、玻璃上都可以存活。從赤道到極地，從高山到平原，從森林到荒漠，地球上到處都有地衣的分佈。但在城市中，卻很難找到地衣的蹤跡，城市也因為存在空氣汙染不能生長地衣而被稱為“地衣荒漠”。
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