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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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”。
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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”
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