南方地區連日暴雨已經(jīng)接近尾聲，很多土坡上都出現了這種橙黃色一根根的東西，雖然很常見(jiàn)，但大家知道這是什么嗎？其實(shí)這是地衣的一種?？茖W(xué)家對于地衣的認知，經(jīng)歷過(guò)兩次教科書(shū)改寫(xiě)級的大改寫(xiě)，都與顯微鏡有關(guān)，即使是生物達人的你可能也不知道，一起來(lái)了解下吧！

潔地衣棒瑚菌

1. 1868年前：地衣是植物

看起來(lái)比較像植物的地衣

在19世紀60年代，生物學(xué)家致力于把生物分類(lèi)成一個(gè)個(gè)界限分明的獨立物種，地衣被認定為一種植物。因為地衣形態(tài)上跟苔蘚有相似之處，而且也能光合作用，因此被歸類(lèi)為植物，邏輯來(lái)說(shuō)似乎也沒(méi)毛病。
 

2. 第1次改寫(xiě)：1868年現代光學(xué)顯微鏡證明，地衣是共生體

地衣的三種型態(tài)：殼狀a，葉狀b，枝狀c

1868年，瑞士科學(xué)家西蒙·施文德納（Simon Schwendener）提出地衣是真菌和微型藻的共生體，挑戰了“單一物種”的分類(lèi)理論，引起了很大爭議。

明場(chǎng)觀(guān)察下的地衣切片

現代光學(xué)顯微鏡的出現，平息了這個(gè)爭議。1866年，現代光學(xué)奠基人恩斯特·卡爾·阿貝，加入了顯微鏡行業(yè)，開(kāi)始帶領(lǐng)光學(xué)顯微鏡進(jìn)入新時(shí)代，他為施文德納提供了當時(shí)*尖的生物顯微鏡，結合施文德高超的切片制樣能力，世界得以看清地衣的真面目：由真菌和藻類(lèi)構成的共生體。

念珠藻是地衣中常見(jiàn)藻類(lèi)之一（明美顯微鏡MF52-N拍攝，40X相襯）

地衣是由真菌與藻類(lèi)或藍細菌組成的共生體，真菌提供上下皮層和偽根，包裹藻類(lèi)并吸收水分和無(wú)機鹽等養分，保證藻類(lèi)生存環(huán)境；念珠藻等藻類(lèi)則進(jìn)行光合作用，為真菌提供營(yíng)養，兩者是互惠互利的關(guān)系，“共生”關(guān)系自此進(jìn)入了字典。

3. 第2次改寫(xiě)：2016年熒光顯微鏡證明地衣是兩菌一藻

明美熒光顯微鏡MF52-N下的念珠藻

自施文德納以來(lái)一百多年，地衣學(xué)家都認為地衣里的真菌是單一的，大部分地衣真菌都來(lái)自子囊菌類(lèi)群（常見(jiàn)霉菌就屬于子囊菌），地衣學(xué)也以真菌名來(lái)分類(lèi)和命名地衣，直到2011年斯普利比爾(Toby Spribille)和其他研究人員發(fā)現，同樣子囊菌的地衣，出現了明顯不一樣的顏色和毒理性。

電鏡下的地衣，標尺=10μm

研究人員用光學(xué)顯微鏡和電子掃描顯微鏡觀(guān)察，但什么都沒(méi)發(fā)現，因為形態(tài)學(xué)來(lái)看，就只是看到菌絲和被包裹的藻類(lèi)。
斯普利比爾用PCR檢測檢測子囊菌種類(lèi)，只有一種明顯反應，說(shuō)明只有一種子囊菌，研究一度陷入停滯，靈機一動(dòng)下，他把檢測范圍擴大到各種真菌，結果發(fā)現，兩個(gè)地衣樣本都有擔子菌反應（常見(jiàn)蘑菇屬于擔子菌），反應明顯的樣本有更鮮艷的顏色和明顯的毒性。

熒光原位雜交染色的枝狀地衣（圖自Toby Spribille，et al. / Science（2016)）

于是他使用熒光原位雜交染色，把擔子菌、子囊菌分別染色成了綠色和藍色，加上藻類(lèi)葉綠素自發(fā)紅色熒光，結果發(fā)現，是擔子菌、子囊菌共同了組成地衣的皮層，擔子菌含量不同是同種子囊菌地衣出現不同外觀(guān)的原因，改寫(xiě)了課本“地衣=1種真菌+1種藻類(lèi)”的認知，也動(dòng)搖了地衣學(xué)以子囊菌分類(lèi)和命名地衣的區分邏輯。

明美科研級熒光顯微鏡MF43-N 適用于明場(chǎng)、熒光、相差等觀(guān)察方式

 
由于地衣對空氣質(zhì)量非常敏感，因此有“空氣質(zhì)量監測器”的稱(chēng)號，石蕊、松蘿等品種的地衣還是傳統中藥和重要藥物活性成分來(lái)源，目前國內很多資料對地衣的描述還停留在“地衣=1種真菌+1種藻類(lèi)”的階段，相關(guān)研究還有待中國學(xué)者繼續深入。