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合有機體，由于真菌和藻類或藍細菌彼此長期緊密地結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)、結構、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系中獲利更大、更多。

地衣是卓越的生存藝術家

《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?？茖W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？”這一宏偉設想時，不得不正視現(xiàn)實的復雜性與挑戰(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、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，這一設想提醒我們反思與地球的關系。在追求走向星空大海的同時，更應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)的恢復與保護，或許才是更為緊迫且意義重大的任務。