真菌是什麼?
我們一般認識真菌是透過蕈菇類,應該說是透過像蕈菇類的子實體,我們吃的香菇就是子實體。
子實體是真菌產生孢子的地方,它挺立的樣子,是由眾多的菌絲體所包絡而成的。在這之前,真菌必須和有生殖親和的另一株生菌相遇,然相互融合,匯聚遺傳物質,它們其中一株提供遺傳物質,另外一株則除了提供遺傳物質之外還將之培育成熟為孢子,形成在菇狀的子實體裏,爆開散佈孢子,達到傳宗接代的目的。
真菌雖有個「菌」字,但它和人類所屬的動物界和植物所屬的植物界,都同樣是真核生物,比原核生物的古菌的細菌,都還要親近喔!
原核生物沒有細胞核,真核細胞有細胞核,所以原核生物比真核生物原始。
根據研究,大約在二十億年前,在一個偶然的機會,有一個細菌跑到了古菌裏面去,從此共生了起來,形成了真核生物的祖先。真菌、動物、植物,都是由那個先祖,逐漸演化出來的。
這就是1967年,美國生物學家琳·馬古利斯(Lynn Margulis)所倡導的理論。『馬古利斯主張,演化上一些最重大的時刻,是不同生物聚在一起(而且繼續待在一起)的結果。單細胞生物吞噬細菌,而細菌繼續共生在單細胞生物體內,因此有了真核生物。粒線體正是這些細菌的後代。葉綠體則是早期被真核細胞吞噬的光合細菌後代。之後所有複雜的生命(包括人類),都是「親密的陌生人」歷久不衰的故事。』*
這個學說,後來稱為「內共生學說」,單細胞可以水平取得整個細菌的基因,不必透過自己緩慢的基因突變演化過程。
而其實,現在的植物並非取得了會行光合作用的細菌,而應該說它是兩種生物結合的產物:可以行光合作用的生物和不能行光合作用的生物結合的產物。
現存的地衣,可以讓我們觀察到這種共生的原型。
地衣真菌不會行光合作用,但它會尋求親和的、有光合作用能力的藻類或細菌共生合作。然後它們(的碎片)可以一起移動到一個新的地方長出新的一株地衣。地衣真菌也可以透過孢子的型式自己去生殖,飄到新的地方,和另外一個親和的光合生物建立全新的共生關係,然後密切合作,成為一個新的地衣。
地衣=真菌X藻類(或光合細菌)
地衣生命力非常頑強,覆蓋地球表面達8%。地衣藉著生長的力量以物理的方式破壞岩石的表面,然後以酸性物質以及可以跟礦物結合的化合物,來風化岩石。地衣為生態系生產了最初的土壤。
有些真菌會「控制」昆蟲的心智。
有一種蟲黴屬的真菌,會用身上帶有的病毒,感染蠅類。被感染的蠅類,會不自覺地爬到高處,一旦它伸出口器進食時,真菌產生的黏膠會把蠅類黏在碰到的任何表面上,然後真菌就慢慢消化起蠅類,最後從蠅類的背上伸出一根柄,把孢子噴向空中,進行生殖。
還有一種團孢黴屬的真菌,感染蟬之後,會使得蟬下半身的三分之一分解,從破碎的尾端排出團孢黴的孢子,受感染的雄蟬,雖然生殖器已經分解,但還性致勃勃,原來團孢黴生菌會產生卡西酮,就是一種興奮劑。
另外還有一種叫偏側蛇蟲草菌的真菌,巨山蟻一旦感染之後就不怕高,會爬上最近的植物,用大顎死命咬住植物,接著真菌就從從容容消化巨山蟻,然產生孢子進行生殖。
然而,生菌也有跟昆蟲有共生關係的。譬如非洲大白蟻,會把樹葉嚼碎時加入反芻出來的白腐菌(蟻傘屬真菌),然後放置在巢穴裏,等到真菌把樹葉分解得差不多的時候,才當食物吃下來。非洲大白蟻既獲得營養,真菌也因此生生不息,互相得利了。
和真菌合作最密切、範圍最大的,是和植物的根。
在植物的細根上,往往包絡著真菌。真菌從土壤中蒐集礦物質和水,與植物行光合作產生的醣類在根部進行交換。
而在森林中的植物和植物之間,往往也是透過真菌連接在一起。根據研究,真菌拿礦物質和水跟不同植物的交換到醣類的比例是不同的,有些比較多,有些比較少。從某株植物交換到了比較多的醣類時,有時候甚至會(透過真菌)變成支助另外一株營養不良植株的養分呢!因為植物的根和真菌的密切關係,我們應該把整個森林想成一個連在一起的生態系來看待。當然,真菌並非經營慈善事業,只是在交換的過程中,資源總是自然會由多的地方流到少的地方。
慣行農法的問題,就是用了太多肥料,破壞了地下真菌和植物的合作關係,土壤當然就愈來愈貧瘠了。
動物把食物放到自己的身體裏,但是真菌卻是把自己放到食物裏,這也充分說明真菌超級的消化能力。我可以用特定的真菌,幫我們消化處理特定的廢棄物。譬如雜食的鮑魚菌絲體可以吃尿布,有科學家還「訓練」它吃充滿毒物的菸蒂呢!怎麼辦到的呢?
原來,許多真菌代謝過程所仰賴的酵素,都沒有專一性,代謝什麼都可以。另一種可能性是,真菌休眠了好幾個世代的酵素基因組,在真菌碰到陌生的物質的時候,被喚醒了。
栓菌屬的靈芝和變藍裸蓋菇都可以用來分解神經毒氣中致命的化學物質——甲基膦二甲酯。『……真菌可以轉化土壤、水道中許多危害生命(不論是人類或其他生命)的常見污染物。真菌能分解殺蟲劑(例如氯酚)、人造染料、TNT和RDX炸藥、重油、某些塑膠,和一些廢水處理廠無法除去的人類或家畜用藥(從抗生素到人工合成荷爾蒙)。』*
有生態新創公司,用生菌打造包裝、建築及其他製品的材料。做法就是讓菌絲體在模子裏長,交纏密緻之後予以乾燥,就是非常環保的材料了。真菌可以長成皮革、磚頭、包裝材料、鞋墊、運動鞋、漂浮船塢、燈罩⋯⋯可以說是充滿了想像。
蜂類的數量因為殺蟲劑廣泛使用及棲地的消失而鋭減。然而蜂類最大的隱患來自蜂蟹蟎這種寄生蟲,既會吸蜂類的體液,也會帶來致命的病毒。層孔菌和靈芝的萃取物,可以讓畸翅病毒減少8倍。真菌可以是蜂類的救命仙丹。
我們用的抗生素「盤尼西林」就是黴菌真菌所產生的。移植器官用的免疫抑制藥物環孢素、降膽固醇的史他汀類藥物,還有很多強力的抗病毒抗癌物質,以及抗憂鬱、焦慮的藥物,都是由生菌所產生的
釀酒和烘焙麵包的酵母菌,也是真菌。其中啤酒酵母菌在1996年成為第一種基因定序的真核生物。瑞典生物學家卡爾·林奈首創二名法,為生物分類命名,但是對於真菌的分類卻一愁莫展。卡爾·林奈在1751年寫道:「真菌目依然混亂,真是一大醜事,任何植物學家都不知道怎樣算是種,怎樣算是品種。」(當時是真菌目,在後來在1960時代真菌的分類獨立出來,成為真菌界)
這也難怪,一般生物的分類,大致依外觀性狀功能,就可以區別到種。但是生菌則沒有那麼容易,在現代甚至要用基因定序才能區分得出來。然而,真菌可以平行取得遺傳基因的特性,可能會在遺傳標記中發現有些是來自親緣很遠的菌群,那到底要分類到哪一群是什麼種呢?所以,在『2014年,真菌學家尼可拉斯·曼尼(Nicholas Money)甚至在一篇名為〈真菌命名之異議〉(Against the naming of fungi)的論文中指出,真菌應當完全摒棄「種」的概念。』*
據估計世上有220萬到380萬種真菌,是植物的6到10倍。我們現在認識的真菌只佔其中的6%。這就可以知道我們對自己所處的世界是多麼無知,而未來又是會多麼充滿了各種驚奇和機會了。
稻熱病、荷蘭榆樹病、栗枝枯病、華蕉的大量死亡等等,都是真菌所引起的。但是對真菌的想像,不能只用是否對人有益的方式來思考,而應該從整個生態體系來看。
真菌既產生最初的土壤,生菌也消化各種它碰到的東西,促進元素在生態系統中的循環。生菌是去中心化的,沒有一個腦,透過菌絲(hyphae)向這個世界探索,從各方向的嘗試錯誤中,找到把自己放入到食物最豐富的地方最有效果的方式,從事後的角度看,就是求取出了最短的路徑。由我們人類的觀點,會覺得真菌好有智慧。但這足適是觀察真菌的盲點。真菌只是把自己放到食物裏面,去消化,展現彈性,沒有任何道德可言;沒有對也沒有錯,沒有什麼特別的意義,一切都只是吃和活著。如果我們看到的是生菌野蠻的生長,那也只是一種虛幻的表徵而己,並不必然代表什麼。
*:《真菌微宇宙》,梅林·謝德瑞克 著,周沛郁 譯,張東柱 審訂
P.S. 生物的分類
在生物的分類上,有所謂的三域法,把所有生物分為:(一)、介於生物和非生物之間的是 1. 病毒。(二)、沒有細胞核的叫做原核生物,包括 2. 古菌、3. 細菌,(三)、有細胞核的叫做真核生物,包括4. 原生生物、5. 真菌、6. 植物、7. 動物,這就是三域7界的分類法:
介於生物和非生物之間的
- 病毒(Viruses)
原核生物
- 古菌域(Archaea)
- 細菌域(Bacteria)
真核生物:真核域(Eukarya)
- 原生生物界(Protista)
- 真菌界(Fungi)
- 植物界(Plantae)
- 動物界(Animalia)
(在台灣物種名錄還多分出一個原藻界 Chromista)
2022/1/8 真菌微宇宙 Damakey

