曾改造地球陸地的地衣，未來能用于改造火星嗎？

出品：科普中國

作者：劉黎瓊（中國科學院微生物研究所）

監(jiān)制：中國科普博覽

地衣是植物嗎？

地衣外表“偽裝”得像是植物，以至于長期以來，它的這一“喬裝”一直沒有被人類識破。英籍挪威探險家Carsten Borchgrevink 1895年首次在南極發(fā)現(xiàn)地衣時，就聲稱它是“綠色植物”。實際上，地衣是一種菌藻共生體，由真菌和藻類（或藍細菌）共同組成，本質(zhì)上是一種真菌。

海拔4500米的擬沉衣屬生境

（圖片來源：中國科學院昆明植物所）

地衣的外表千奇百怪，頗有藝術(shù)感，并不都是“綠色植物”模樣。它是真菌（大多數(shù)是子囊菌，少數(shù)是擔子菌）和藻類（主要是綠藻）或藍細菌組合在一起共生的復(fù)合有機體，由于真菌和藻類或藍細菌彼此長期緊密地結(jié)合在一起而成為一個單獨的固定有機體類群，具有獨特的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和遺傳等特征。

海拔4500米擬沉衣屬生境

（圖片來源：中國科學院昆明植物所）

真菌和藻類像是親兄弟，互惠互利，協(xié)作共生。藻細胞進行光合作用或者固氮作用為整個地衣體制造有機養(yǎng)分，菌絲則為藻類和藍細菌提供了適宜的庇護所，并通過吸收水分和無機鹽，為它們進行光合和固氮作用提供原料。

但有人做過試驗，將地衣體中的真菌和藻類分開在沒有營養(yǎng)條件下培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)藻類幾乎不受饑餓脅迫，而真菌則被餓死。也就是說，可以認為是真菌從這種關(guān)系中獲利更大、更多。

地衣是卓越的生存藝術(shù)家

《三體》里的外星人可在極高溫條件下脫水自保，條件合適時再蘇醒過來，繼續(xù)活蹦亂跳，人類可能很難應(yīng)對這么嚴苛的生存條件。

但這可難不倒地衣，地衣是一種變水生物，自然條件發(fā)生變化時，它會迅速啟動響應(yīng)機制，改變細胞內(nèi)的水分含量，同時改變呼吸或光合作用等生理反應(yīng)過程。60℃的高溫和零下50℃的極寒，都不能阻擋它勇往直前的小腳印，蠻荒世界里寫滿了小地衣的躊躇滿志。

未來生存環(huán)境概念圖

（圖片來源：veer圖庫）

地球大約8%的陸地表面被地衣所覆蓋，從赤道到極地，從平原到高山，在荒漠、草原、森林，到處都有地衣的倩影。像中國科學院昆明植物研究所的科研人員在第二次青藏高原科考中，就曾經(jīng)一口氣發(fā)現(xiàn)了11個地衣新種，并建立了擬沉衣屬。

地衣的分布和生長環(huán)境非常廣泛。在各類天然基物如巖石、土壤、樹木和苔蘚上，都能見到地衣的生長。分布非常廣泛。還有些調(diào)皮的地衣生長在人造材料上，如布、紙、玻璃、絲綢、雕塑、油漆、木器、鐵器等，它們是考古學家的真愛，借助它們可以做很多考古上的發(fā)現(xiàn)。有些地衣其實還更調(diào)皮，例如生長在鳥的羽毛上，甚至是活體的昆蟲和烏龜上。

地衣承載著人類的星際移民夢想

人類一直在努力擁有更長的壽命，而在這方面，地衣可以說是已經(jīng)實現(xiàn)了人類的夢想。我國科學家在貴州省發(fā)現(xiàn)過一塊疑似地衣的化石，推斷其已享有6億歲高壽。須知在地球46億年的時間軸上，高等植物在4.3億年前才探出頭。

茶漬屬地衣

（圖片來源：中國科學院微生物研究所 楊秋霞 供圖）

想象一下遠古洪荒時代，真菌和藻類被潮汐推搡著，歡欣鼓舞地從淺海登陸地面，結(jié)合形成地衣，登陸一個不可知的新世界，然后開始任勞任怨、不辭辛苦地改造陸地。它們分泌出地衣酸，腐蝕和溶解巖石；當?shù)匾滤劳龊?，遺體腐化，和被它分解的巖石顆?；旌显谝黄?，跟時間一起歸于永恒的沉默。它們終于造就營養(yǎng)豐富的土壤，終于孕育出萬物生光輝的生命世界。

石蕊屬地衣

（圖片來源：中國科學院微生物研究所 楊秋霞 供圖）

既然能“塑造”地球，那可以“塑造”其他星球嗎？

科學家也是這樣想的。

2005年、2007年，他們先后兩次將不同的地衣送入太空，經(jīng)歷真空、失重、溫度劇烈變化、殺傷力極強的宇宙射線輻射等殘酷條件的考驗，它們終于一息尚存地返回地球，不負眾望地恢復(fù)了元氣，仍然跟出發(fā)前一樣神氣活現(xiàn)。

所以，對火星或某些衛(wèi)星進行生態(tài)改造以適合高等植物甚至人類生活，地衣或許是最合適的生物類群。科學家們希望進行更多實驗，如人為營造類似月球和火星的地面環(huán)境來種植地衣。如果成功，人類有望在外星球以種植地衣的方式改造外星的大氣與土壤，進而引入更高等的植物和動物，重建類似地球的生態(tài)系統(tǒng)，建立欣欣向榮的“新地球”。

人類的星際移民夢想，在地衣身上閃閃發(fā)光。

結(jié)語

地衣在漫長歲月中悄然塑造了地球的面貌，當我們滿懷憧憬地提出“人類可以通過地衣再打造一個星球嗎？”這一宏偉設(shè)想時，不得不正視現(xiàn)實的復(fù)雜性與挑戰(zhàn)，這要求我們不僅要深入理解地衣的生物學特性及其與環(huán)境的相互作用機制，還需掌握先進的航天技術(shù)、生態(tài)工程以及長期維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的方法。

更重要的是，這一設(shè)想提醒我們反思與地球的關(guān)系。在追求走向星空大海的同時，更應(yīng)珍惜并保護好我們唯一的家園。因此，利用對地衣的研究促進地球生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與保護，或許才是更為緊迫且意義重大的任務(wù)。