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        對著地衣用力

        2016-11-09 14:06:35方湘玲
        知識窗 2016年11期
        關(guān)鍵詞:托比子囊德納

        方湘玲

        托比·斯普利比爾出生于美國蒙大拿州的一個偏僻山區(qū),他很喜歡離家不遠(yuǎn)的森林,愛那里的一草一木,最讓他著迷的是叢林中隨處可見的地衣。那些地衣有的生長在原木上,有的附著在樹皮上,還有的包裹在石頭上。在一般人看來,它們雜亂無序,毫無生機(jī),但在托比眼里,它們要么像珊瑚一樣美不勝收,要么像蠕蟲一樣生機(jī)勃勃。托比決定,自己一定要去正規(guī)學(xué)校,學(xué)習(xí)有關(guān)地衣的知識。

        托比長大后,被德國的哥廷根大學(xué)破格招收。通過學(xué)習(xí),托比知道了地衣在生物學(xué)中有著重要的地位,曾一度被人們當(dāng)成植物,直到1868年,瑞士科學(xué)家西蒙·施文德納提出,地衣是一種由真菌與微型藻類結(jié)合的復(fù)合生命體,他把這種存在方式命名為“共生”,并借助于精密的顯微鏡,將藻類與真菌成功地分開。隨后,西蒙和多位地衣學(xué)家開始千方百計(jì)地想在實(shí)驗(yàn)室里栽培地衣,卻始終無果。了解到這些后,托比決定對地衣進(jìn)行更深入的研究。

        2011年,獲得博士學(xué)位的托比回到了蒙大拿州,開始研究當(dāng)?shù)貎煞N常見的地衣(學(xué)名叫Bryoria fremontii和B. tortuosa)。前者無毒,呈深棕色;后者呈黃色,能制造名為“狐衣酸”的強(qiáng)力毒素。它們有著相同的基因,所含真菌和藻類也是一樣的,可究竟是什么導(dǎo)致兩者的區(qū)別呢?

        考慮到子囊菌(一種真菌,平時(shí)見到的霉菌屬此類)一直被地衣學(xué)家們視作地衣中真菌的來源,于是托比便開始研究它們,然而卻一無所獲。但托比不甘心,將研究的范圍擴(kuò)大到整個真菌群。2016年春天,托比在觀察擔(dān)子菌(各種蘑菇大多屬于此類)時(shí),突然發(fā)現(xiàn)了地衣當(dāng)中大量的基因都來自于此。他十分興奮,但又立刻想到:150年前,施文德納說過地衣是來自子囊菌的真菌和藻類的共生體,難道是他弄錯了?還是擔(dān)子菌碰巧長在這份地衣樣本上呢?于是,托比將擔(dān)子菌的基因從數(shù)據(jù)中移除。這時(shí),他發(fā)現(xiàn)狐衣酸的毒素也隨之消失了,于是他大膽推測:擔(dān)子菌實(shí)際上就是地衣的一部分,兩種地衣都有,但是呈黃色的地衣有毒的含量非常多。

        接下來,托比又研究了大量的地衣,結(jié)果無一例外地檢測到了擔(dān)子菌。他將這一切告訴了美國地衣專家約翰·麥卡琴,約翰難以置信地說:“如果地衣中真有擔(dān)子菌,為什么150年來沒有人發(fā)現(xiàn)它們呢?”托比解釋道:“在顯微鏡下,地衣就像一根油條,即藻類子囊菌都長在厚厚的外殼上,而擔(dān)子菌則在外殼的最外層,并且跟子囊菌的菌絲橫斷面一模一樣,所以它被忽略了150年?!?/p>

        約翰仔細(xì)觀察地衣后,問道:“你要如何顯現(xiàn)擔(dān)子菌的存在呢?”為了解決這個難題,托比費(fèi)盡心思,受到熒光棒的啟發(fā),他為擔(dān)子菌、子囊菌和藻類分別標(biāo)記上了不同的熒光分子,讓三者分別呈現(xiàn)出紅色、綠色和藍(lán)色,這才讓這種三位一體的生命形態(tài)得以顯現(xiàn)出來。

        2016年夏天,托比公布了這一重大發(fā)現(xiàn),全世界的地衣學(xué)家們對此震驚不已,他們終于明白,正是由于缺少擔(dān)子菌這個“第三者”,他們才無法在實(shí)驗(yàn)室成功栽培地衣。《紐約時(shí)報(bào)》對此評論道:“托比成功地改變了地衣領(lǐng)域。這一發(fā)現(xiàn)顛覆了150年來地衣研究領(lǐng)域的權(quán)威理論,許多地衣學(xué)的基礎(chǔ)知識都需要被重新審視,教科書上關(guān)于地衣的定義將被修改?!?

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