甲殼類植物地衣。 （圖片來源：@菲爾德博物館，Matthew P. Nelsen）
你很可能見過地衣，即便你沒有認出它。如果你曾經在森林中漫步，想知道樹木和巖石上的硬皮是什麼，它們就是地衣，一種藻類和菌類的組合體，兩者幾乎像一個生物體一樣生活在一起。因為它們能在裸露的巖石上生長，科學家認為地衣是最早從海洋轉移到陸地的生物之一，它們改變了地球大氣，並且為現代植物鋪平了道路。發表於《地球生物學》（Geobiology）的一項新研究則顛覆了這一歷史，科學家通過深入研究形成地衣的藻類與菌類的DNA，表明地衣很可能比植物晚進化了數百萬年。
「當我們觀察現代生態系統時，看到一個裸露的表面，比如一塊巖石，常常地衣是長在那兒最早的生物，最終你會看到植物也長在了那兒。」這一文章的第一作者、菲爾德博物館研究科學家Matthew Nelsen說，「人們習慣認為也許這就是古代陸地被佔領的方式，但我們發現在這場競爭中，這些地衣實際上比植物出現得晚。
4.85億年前，地球與我們現在看到的樣子非常不同，幾乎沒有生物活在陸地上，但地衣可以生活在極端的環境中。它們能在裸露的巖石上生長，並使巖石分解。這有助於形成複雜根系植物（又稱「維管束植物」）所需的土壤。過去，科學家認為地衣一定比維管束植物更早到達陸地，並且創造了更加宜居的環境。但Nelsen和他的同事們的研究對這一時間線提出了質疑。
研究開始時，Nelsen並沒有打算推翻地衣作為陸地最早殖民者之一的地位。最初，他想了解組成地衣的藻類與菌類的關係。如果地衣能在臉書（Facebook）上更新自己的關係狀態，那肯定是「這太複雜了」。它們是互利共生的產物，也就是兩個物種生活在一起並互相受益。在這個例子中，藻類——也就是稱為藍細菌的一種特殊的藍-綠藻類——提供食物，菌類則包裹著藻類，為它們提供庇護。Nelsen說，「地衣曾在何時進化，菌類歷經多少次進化才終於能與藻類形成互利共生關係，這些問題一直都具有爭議。」
長在巖石上的Crustose Porpidia地衣。 （圖片來源：@菲爾德博物館Matthew P. Nelsen）
但是要想精準確定地衣進化的時間，科學家需要仔細研究組成地衣的菌類和藻類的進化史。早期地衣化石記錄不太清晰，這就導致人們很難區分地衣化石與其他化石。而且所有被科學家確認為地衣的化石，都比最古老的複雜植物的化石年輕。因此，研究人員用獲取到的化石，推算了形成地衣的菌類和藻類的族譜年齡。他們將這些地衣族譜與化石植物的年齡做了對比。結論是，地衣可能比複雜的植物進化晚得多。
Nelsen說，「地衣不像我們認為的那樣古老，它們是一個較年輕的互利共生新種類，並不是在植物和動物闖蕩地球以前就一直存在的。」
對地衣年齡的研究表明，如今地衣比植物更早出現在巖石上的模式並不意味著地衣就比植物進化得早。Nelsen說：「它反映了地球深處曾發生什麼，以及某些群體何時開始出現。」因為生長在土壤中的地衣能使土地更溼潤，固定土壤，並影響土壤中營養元素的種類，所以了解地衣何時出現可以使我們更清楚地認識這個有複雜植物進化的世界。
通過理解數億年前地球的樣子，我們能分析它是如何變化的，並深入了解我們的星球當前的狀態。對於研究人員，這可能就像是從祖先的DNA試劑盒中了解家族史時產生的感覺。
Nelsen說：「這重塑了我們對於地球上複雜生態系統早期進化過程的理解。」
作者：Field Museum
翻譯：高寶禎
審校：於穎卓
引進來源：菲爾德博物館
引進連結：https://phys.org/news/2019-11-lichens-younger-scientists-thought.html