林草科普|有一種中國生物，最適宜到火星開拓「生命空間」

「不吃、不喝、抗寒、抗熱、抗幹、抗輻射，還有什麼生物能比地衣更適合上太空？」

目前，我國的登陸火星計劃已進入倒計時。地衣專家王立松希望，在未來，青藏高原的地衣能有機會到火星一遊，做人類「移民」的「急先鋒」，去開疆拓土

「火星上發現有生命，是地-衣-！王老師，快來看……」王立松的碩士研究生故意把「地衣」這個詞做了拖音，大聲呼喚他。

王立松從辦公室快步走向隔壁實驗室，學生的手指向了電腦。王立松睜大了眼睛，他萬萬沒想到，自己拒審的一篇論文，竟然真的在國際期刊上發表了，連標題都沒變——《火星生命：鷹坑裡的「蘑菇」在進行光合作用》。

疑似火星「生命」明顯增多且變大了。

火星生命是地衣？地衣專家：不能下定論

「火星上真有生命？是蘑菇還是地衣？怎麼發現的？為什麼您拒審了這篇可能引起轟動的論文？」我帶著一腦子問號去找王立松，只有他能解釋這一切。

王立松是我國著名的地衣專家，中國科學院昆明植物研究所研究員。他研究地衣40年，親手採集的地衣標本有7萬多號，已分類鑑定的地衣超過千種。

王立松的電腦旁放著三副「眼鏡」：老花鏡、防輻射鏡、放大鏡，分別對應著看印刷體、電腦屏幕和地衣。他戴上其中一副，在電腦上打開這篇論文，速覽了一遍，說：「沒錯，這就是當時這份期刊請我審的論文，沒做太大修改。」

我們的話題，首先從論文最抓人眼球的「火星生命」說起。

美國「機遇號」火星探測器在「鷹坑」地區執行任務時，竟然在一片巖層處拍到了數千個酷似蘑菇外形的照片。這些疑似「生命」不僅有細莖，還有球形帽，特別像人們熟知的蘑菇外形。這些「生命」聚集成群，附著在巖石的頂部和側面，並向外突出。

「你看這段描寫，是不是很有趣，這也是學界相信火星有生命的佐證之一，」王立松儘量用通俗的語言，向我解讀著這篇艱深的學術論文。

在巖層頂部的這些「生命」是集體定向的，帽子和莖向上傾斜，像衝著某個光源進行光合作用。此外，「機遇號」還拍到了在無風情況下，12個球形「生命」冒出土壤，另外11個「生命」在三天內明顯長大的照片。

「至此，論文作者認為，這些『生命』的生長及集體趨光性，均是行為生物學的跡象，並就此推斷：地衣、蘑菇、藻類、真菌等生物也許已『定居』火星，並在火星上進行光合作用，可能正在釋放著氧氣！」

突然，王立松蹦出了地衣領域一個專業學術詞彙——羊角淡盤衣。「不可思議的是，論文作者竟認為火星上這一疑似『生命』，是地球上的物種『羊角淡盤衣』！」

羊角淡盤衣隸屬地衣中的霜降衣科，淡盤衣屬。主要分布在我國喜馬拉雅地區，是青藏高原的一個常見物種，在歐洲亦有廣泛分布。

講到這，王立松停住了，他點開自己的地衣資料庫，找出了自己在青藏高原拍攝的羊角淡盤衣照片。對照著「機遇號」拍的圖片，我呆住了。「客觀來說，這些火星表面的疣狀凸起，從形狀、外觀確實與『羊角淡盤衣』高度相似。」王立松有一說一。

國際學術期刊多採用「同行評議」的方法評估論文的科學性。針對每篇來稿，期刊會儘可能把文章送到同行專家手中審閱。作為全球頂尖的地衣專家，這篇與地衣高度相關的論文自然送到了王立鬆手上。

一般來說，論文的公開發表，證明業界已經認同文內觀點。刊發這篇論文的期刊名為《天體生物與空間科學研究》，影響因子是７，在業界算比較權威。該論文由美英等國科學家共同完成。

「期刊主編當時邀請我做這篇論文的審稿人，但看完論文及這些照片後，我還是回信拒絕了。」王立松拒絕審稿自有他的道理：「火星上這些疑似生命雖然很像地衣，但『像』不能證明就『是』，我需要看到真實的火星材料才能做判斷，如果單看照片，就斷定火星上有生命，不靠譜。」

王立松及其團隊的觀點很鮮明——火星上是否有生命，目前無法判斷，只有看到真實的火星實物材料，才能定論。

地衣曾多次上太空完成「極限挑戰」

「之所以敢大膽猜測這些火星生命是地衣，是有科學根據的。」看我一臉狐疑，中科院昆明植物研究所地衣學博士王欣宇主動給我講起了歷史：「歐洲航天局曾多次把地衣帶上太空，進行『極限挑戰』！」

地衣，是真菌與藻類之間互惠共生的特殊低等生物，由真菌和藻細胞構成。藻細胞通過光合作用為真菌提供養分，而菌絲又為藻細胞提供水分、無機鹽及保護措施，這樣「互惠共生」的特性，使得地衣不需要從基物獲取營養，就能夠在裸露的巖石表面自由生長。目前，全球已知地衣約2萬種，中國已知3041種。

2005年，歐洲航天局選擇了兩種採自南極巖石表面的殼狀地衣，「地圖衣」和「麗石黃衣」帶上太空，並將其直接暴露在殺傷力極強的宇宙射線中，承受真空、失重、輻射、溫度劇烈變化等殘酷條件考驗。

半個月後，科學家將這些在太空被「苦其心志、勞其筋骨、餓其體膚」的地衣回收，發現它們在24小時內竟重新恢復了代謝活性，全部存活！彼時，興奮的歐航局對外宣布——地衣可以在外太空環境下活15天！人類完全可以考慮將地衣作為登陸火星的材料！

2007年，歐洲航天局又進行了類似實驗，這次，他們將地衣、石內生藍藻、細菌通過衛星送進太空，讓三種生物共同暴露在宇宙中。10天後，衛星返回地面，科學家發現，僅有地衣活了下來，並且它的子囊孢子還能萌發！

2014年，歐洲航天局再次啟動地衣遨遊太空計劃，他們將採自南極的「麗石黃衣」和「黑瘤衣」送上了天，在國際空間站接受考驗。這回，他們要讓地衣的太空「旅行」延長到18個月。

「地衣成為首個進行長期宇宙環境暴露實驗的真核生物！」王欣宇說。2015年，當這批地衣重返地球時，科學家發現，結果出現了兩個極端——「麗石黃衣」活了下來，並獲得了「地球上最頑強生命」的美名；而「黑瘤衣」卻是「氣若遊絲」，不僅DNA大部分已被破壞，身體還在快速降解，生命已奄奄一息。

這次實驗，雖然測出了地衣在太空的極限生命狀態，但歐航局卻不甘心，認為一定是選擇的「黑瘤衣」出了問題，其他地衣在太空中應該能活得更久。

「從歐航局這幾次實驗看，我們可得出推論：地衣在極端環境，如極寒、極高、缺氧、極幹、強輻射下是可以生存的。」王欣宇解釋道：首先，地衣是自然界中互惠共生的典範，共生藻進行光合作用，為自己和真菌提供生長必需的碳水化合物；而地衣型真菌則通過形成特定結構，將共生藻包裹在體內，並為其提供保護。其次，地衣的皮層還含有獨特的化合物，能吸收強烈的宇宙射線。因此，地衣能夠適應外太空苛刻的環境。

參考地球生命史，地衣的出現，僅次於最早出現在海洋裡的藻類。地衣在6億年前最早登上陸地，並對陸生環境進行了一次徹頭徹尾的改造，之後陸地上才出現了苔蘚、蕨類、孢子植物等。

「地衣為之後地球上的植物、動物繁衍，創造了一個最基本的條件，所以我們也稱它為元老級『先鋒生物』。」王立松從不吝誇讚地衣的「江湖地位」。

「沒有高大喬木那樣醒目，也沒奇花異草般鬥豔，但在荒地向森林演化的過程中，地衣卻是在嚴酷生境中『打頭陣』那位。」王立松說，在海拔超過4500米的高山、退縮的冰川、乾旱的沙漠中心，及死去動物的骨骼上，都有肉眼可見的地衣。其分泌的地衣酸可將附著的巖石風化為灰塵和土壤，為其他植物生長提供條件，當土壤積累到足夠多時，就可以為高等植物紮根提供可能。

青藏高原的羊角淡盤衣生境圖。圖片來源：新華每日電訊

強過「貝爺」無畏禁區　地衣才是「生存強者」

「你看過《荒野求生》吧？」王立松問我：「主持人貝爾置身各種絕境所激發出的求生本能，顯示了人類挑戰極限的生存能力，地衣可不亞於『貝爺』。」

王立松一直認為，地衣這一低等生物，擁有著人類遙不可及的「高等」生存智慧。極寒冷的南極大陸、高海拔強輻射的高原山地、乾熱到窒息的河谷荒漠……這些人類眼中的「生命禁區」，卻是「地衣天堂」。它能巧妙地從自然界獲取水分和陽光，並能依據水分和日照的多寡，決定是休眠，還是生長；是撐「遮陽傘」，還是塗「防曬霜」。

——南極裡的「千歲壽星」。

南極大陸是世界上最寒冷的區域，年平均氣溫零下25℃，測到過的最低氣溫零下89.6℃。在這樣的低溫中，鋼鐵會變得像玻璃一般脆；如果把一杯水潑向空中，落下的是一片冰晶。

在那裡，冰雪會反射大量太陽輻射，加之空氣稀薄、紫外線強，一般植物難以生存，而地衣卻不懼嚴寒，生機勃勃。

「研究表明，地衣能從升華的冰雪中獲取水分，並且在凍結的狀態下進行光合作用，有學者曾測到過零下17℃時，地衣仍然具有活性數據。」王欣宇說：「地衣特別珍惜『醒著』的時光，在沒有冰雪覆蓋的短時間內，它會爭分奪秒進行光合作用。而當完全被雪覆蓋後，它就會進入『休眠』模式，體內自動代謝，產生抗凍蛋白，以抵禦寒冷。」

植物學家發現，南極洲僅有850多種植物，其中地衣就有350多種。地衣靠孢子繁殖後代，即便在南極極短的夏季，它也能完成生長發育。不過，南極地衣生長速度緩慢，一株直徑10釐米的地衣，可能就是位「千歲壽星」。

此外，南極地衣還有強烈的「開拓奉獻」精神。它們在生長時，會積累環境中的微量元素，如鉀、鈣、磷等，這些元素非地衣所需，卻是其他植物必需。「地衣是在為同伴進入南極積累『物資』，同時，地衣一直在分泌地衣酸侵蝕巖石，化巖石為土壤，為同伴的生長提供『家』。」王欣宇說。

——沙漠河谷中的「忍者」。

地衣除了能忍受零下50℃的嚴寒，還能承受60℃的高溫。

缺水？不怕。在極度乾旱的條件下，地衣會變得非常乾燥，而一旦遇到水，就能立刻恢復生長。王立松舉例說，像雲南金沙江的乾熱河谷，年均降水量小於50毫米，日間地表最高溫可達60-70℃。此外，伴隨著乾熱河谷氣候的，還有焚風。一旦焚風過境，氣候會變得炎熱乾燥，像是桑拿裡的幹蒸。

我國雲貴高原的乾熱河谷土層較厚，但植被稀少，森林覆蓋率不足5%，放眼望去，全是裸露的紅土，植物生長困難。「可如果細心觀察，就會在一些石塊上發現黃色、黑色和白色的地衣，雖然不起眼，但那已是極少數能在這類環境中存活的生物了。」王立松說。

由於地衣表面沒有氣孔，因此在乾旱條件下，失水過程也會非常緩慢。一片葉子如果放在沙漠裡，也許幾分鐘就會完全乾燥，而地衣失水卻需數小時。一旦失水，普通的高等植物基本就是渴死，而地衣卻能在僅有5%的水分下，存活數月。

乾旱常伴隨高溫，但地衣同樣無懼，一些品種甚至可以在60℃下活三天。「像鱗網衣就極為耐旱。曾有人在沙丘中發現過它，伸手去摸，竟然燙手。據估，當時它的溫度已超過50℃。」王欣宇說。

不能改變世界，就去改變自己。為了活下去，地衣從形態到生理結構一直在變，它們把生存的「不可能」變成了「可能」，亦給一片片荒原帶去了生命的奇蹟。

「未來，當地球上能源枯竭，生命無法生存時，地衣在惡劣環境下拼盡全力活著的技巧，化腐朽為神奇的力量，能給我們人類帶去生命的啟示。」王立松說。

登陸火星的最優選擇——青藏高原地衣

「從歐航局那次不算成功的實驗看，我覺得還是『敗』在了材料選擇上。最適合做太空實驗，甚至登陸火星的地衣，可能是生長在青藏高原上的品種。」王立松說。

青藏高原，平均海拔超過4000米，被稱為「地球第三極」。在那，高寒缺氧、植被稀疏、氣候惡劣，但即便身處那樣的極端環境，地衣依然爛漫生長：一片樹皮、一塊巖石、一寸土壤，每個不同的生境下，都有五彩繽紛的地衣類群。

青藏高原有大量冰川。隨著氣候變暖，冰川退縮，留下了裸露的巖石。在這些巖石表面，最先出現，且肉眼可見的生物，就是地衣，特別是「麗石黃衣」和「微孢衣」。

王立松指著實驗室一塊巖石材料告訴我，這塊石頭就來自青藏高原，上面有三個地衣物種，「這是麗石黃衣，在冰川末端和高海拔地區最常見，橘黃色、放射狀，在遠處就能一眼辨識。這是微孢衣，因其孢子微小而眾多，故得名。這是地圖衣，黃綠色的地衣體，中間黑色的紋路由菌絲構成，這個物種每年以小於0.2毫米的速率生長，因此，我們可以通過測量它的直徑去判斷巖石的年齡，可用於測年。」

王立松對於青藏高原的地衣物種如數家珍，對地衣的生存本領嘆服不已。他參加了我國第一次和第二次大規模青藏高原科考，40年來一直在調查我國的地衣資源「家底」。科考時，他總是最早上山，最晚下山的那位，在海拔五千米的山頭一待就是幾天。

「地衣能在青藏高原這樣極端的環境中生存，自有它的智慧。」王立松說。

青藏高原地區的紫外線可達最強等級——5級。瑞士科學家曾在《自然》雜誌發表研究成果稱，高劑量紫外線照射，會使植物生殖細胞發生基因變異，這意味著紫外線對植物基因的損害有可能遺傳給下一代，長此以往，會導致植物物種不穩定。

但對於如此高強度的紫外線「殺傷力」，地衣卻並不害怕。比如麗石黃衣，它表面鮮豔的橘色，是所含的一種蒽醌類化合物，這種色素存在於地衣的上表面，可以為地衣吸收多餘的紫外線，就像給自己塗了一層「防曬霜」。再比如微孢衣，它會在自己的上皮層中產生色素，同樣能抵禦強紫外線「侵擾」，就像給自己打了一把「遮陽傘」。

「因此，青藏高原的地衣通常五顏六色，十分豔麗，其實都是為了抗衡強輻射。這可是地衣適應極端環境的標誌性進化表現。」王立松說。

對於在青藏高原生存必需的水，地衣又怎麼汲取呢？王欣宇說：「這跟地衣在南極汲水方式接近，它能從升華的冰雪中獲取水分，並且能在凍結的狀態下進行光合作用。」

此外，在青藏高原，隨著海拔的升高，生境的改變，地衣的多樣性也會變化。絕大多數地衣對空氣汙染的敏感度高於其他高等植物，被認為是做環境監測的最佳生物材料。

目前，我國的登陸火星計劃已進入倒計時。王立松希望，在未來，青藏高原的地衣能有機會到火星一遊。

「不吃、不喝、抗寒、抗熱、抗幹、抗輻射，還有什麼生物能比地衣更適合上太空？」王立松堅信，如果人類未來有移居火星計劃，肯定會考慮把地衣帶上去，做「急先鋒」，讓它去開疆拓土，適應火星的環境，分化火星的巖石，創造最原始的土壤，製造出氧氣，為其他生物創造生存條件。

「地衣的強大，常讓我自嘆不如。渺小和宏大總需辯證看待，在自然面前，人類真不可妄自尊大。」這是王立松品出的地衣「哲學」。「並不是所有生物都能像溫室裡的花草一樣，享受安逸。為了在惡劣的環境中求生，地衣進化出了別的物種不曾擁有，也無法想像的忍耐力，詮釋了『適者生存』的法則。」

地衣還能帶給我們更多的驚喜，等著看吧。（作者 嶽冉冉 編輯 王強）