教科书两次大改写，显微镜到底对地衣做了啥？

发布时间：2022-06-24

南方地区连日暴雨已经接近尾声，很多土坡上都出现了这种橙黄色一根根的东西，虽然很常见，但大家知道这是什么吗？其实这是地衣的一种。科学家对于地衣的认知，经历过两次教科书改写级的大颠覆，都与显微镜有关，即使是生物达人的你可能也不知道，一起来了解下吧！

洁地衣棒瑚菌

1868年前：地衣是植物

看起来比较像植物的地衣

在19世纪60年代，生物学家致力于把生物分类成一个个界限分明的独立物种，地衣被认定为一种植物。因为地衣形态上跟苔藓有相似之处，而且也能光合作用，因此被归类为植物，逻辑来说似乎也没毛病。

1868年现代光学显微镜证明，地衣是共生体

地衣的三种型态：壳状a，叶状b，枝状c

1868年，瑞士科学家西蒙·施文德纳（Simon Schwendener）提出地衣是真菌和微型藻的共生体，挑战了“单一物种”的分类理论，引起了很大争议。

明场观察下的地衣切片

现代光学显微镜的出现，平息了这个争议。1866年，现代光学奠基人恩斯特·卡尔·阿贝，加入了显微镜行业，开始将光学显微镜带入新时代，他为施文德纳提供了生物显微镜，结合施文德高超的切片制样能力，世界得以看清地衣的真面目：由真菌和藻类构成的共生体。

念珠藻是地衣中常见藻类之一（明美显微镜MF52-N拍摄，40X相衬）

地衣是由真菌与藻类或蓝细菌组成的共生体，真菌提供上下皮层和伪根，包裹藻类并吸收水分和无机盐等养分，保证藻类生存环境；念珠藻等藻类则进行光合作用，为真菌提供营养，两者是互惠互利的关系，“共生”关系自此进入了字典。

第2次颠覆：2016年荧光显微镜证明地衣是两菌一藻

明美荧光显微镜MF52-N下的念珠藻

自施文德纳以来一百多年，地衣学家都认为地衣里的真菌是单一的，大部分地衣真菌都来自子囊菌类群（常见霉菌就属于子囊菌），地衣学也以真菌名来分类和命名地衣，直到2011年斯普利比尔(Toby Spribille)和其他研究人员发现，同样子囊菌的地衣，出现了明显不一样的颜色和毒理性。

电镜下的地衣，标尺=10μm

研究人员用光学显微镜和电子扫描显微镜观察，但什么都没发现，因为形态学来看，就只是看到菌丝和被包裹的藻类。

斯普利比尔用PCR检测检测子囊菌种类，只有一种明显反应，说明只有一种子囊菌，研究一度陷入停滞，灵机一动下，他把检测范围扩大到各种真菌，结果发现，两个地衣样本都有担子菌反应（常见蘑菇属于担子菌），反应明显的样本有更鲜艳的颜色和明显的毒性。

荧光原位杂交染色的枝状地衣（图自Toby Spribille，et al. / Science（2016)）

于是他使用荧光原位杂交染色，把担子菌、子囊菌分别染色成了绿色和蓝色，加上藻类叶绿素自发红色荧光，结果发现，是担子菌、子囊菌共同了组成地衣的皮层，担子菌含量不同是同种子囊菌地衣出现不同外观的原因，颠覆了课本“地衣=1种真菌+1种藻类”的认知，也动摇了地衣学以子囊菌分类和命名地衣的区分逻辑。

明美科研级荧光显微镜MF43-N 适用于明场、荧光、相差等观察方式

由于地衣对空气质量非常敏感，因此有“空气质量监测器”的称号，石蕊、松萝等品种的地衣还是传统中药和重要药物活性成分来源，目前国内很多资料对地衣的描述还停留在“地衣=1种真菌+1种藻类”的阶段，相关研究还有待中国学者继续深入。

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