要是你在1995年的時(shí)候告訴托比·斯普利比爾(Toby Spribille)，他日后會(huì)推翻一項(xiàng)在生物學(xué)教科書上待了150年的科學(xué)理論，他會(huì)對(duì)你報(bào)以嗤笑。當(dāng)時(shí)，他的人生軌跡正被逼向一條迥然不同的路。他成長(zhǎng)于蒙大拿州的一座房車停車場(chǎng)，由一個(gè)后來被他稱為“原教旨主義狂熱信徒”的人在家里教他讀書識(shí)字。小小年紀(jì)的他與科學(xué)墜入了愛河，卻沒有辦法來充實(shí)這份愛，他渴望著脫離自己的根去獲得真正的教育。

　　托比·斯普利比爾(Toby Spribille)，奧地利格拉茨大學(xué)的植物學(xué)教授

　　19歲時(shí)，他在當(dāng)?shù)亓謽I(yè)機(jī)構(gòu)謀了一份差事，奮斗幾年后終于攢夠了離開家鄉(xiāng)的資金，然而像他這樣身無長(zhǎng)物也沒有學(xué)歷的人根本沒法在美國(guó)念大學(xué)，斯普利比爾只得將目光投向了歐洲。

　　因?yàn)榧彝ケ尘暗年P(guān)系，他會(huì)說德語，他聽說德國(guó)很多大學(xué)是不收學(xué)費(fèi)的。不過他的履歷還是很成問題，好在哥廷根大學(xué)愿意無視這點(diǎn)，“他們說在某些特殊情況下，每年也可以破格招一些沒有成績(jī)單的學(xué)生?！? 斯普利比爾說道，“那段時(shí)間是我生命中的瓶頸?！?p>　　還在蒙大拿的時(shí)候，他就被當(dāng)?shù)厣种幸环N生物體深深吸引——地衣。經(jīng)歷了本科與讀研的深造，他成了一名地衣專家。

　　地衣，常見卻不簡(jiǎn)單

　　你也曾經(jīng)見過地衣，但是和斯普利比爾不同，你多半忽視了它們的存在。這些生物生長(zhǎng)在原木上，附著在樹皮上，包裹在石頭上，乍一看去亂七八糟，毫無吸引力可言。然而細(xì)細(xì)察之， 它們實(shí)則千姿百態(tài)，美不勝收，有的像剝落的油漆，有的像海中的珊瑚，有的像輕撒的細(xì)塵，有的像萵苣的菜葉，有的像蜿蜒的蠕蟲，有的像精靈的茶盞。 它們還堅(jiān)忍異常，生長(zhǎng)在這個(gè)星球最了無生機(jī)的荒涼之地。

千姿百態(tài)的地衣

　　地衣在生物學(xué)中有著重要的地位，19世紀(jì)六十年代，科學(xué)家認(rèn)為它們是植物，到了1868年，瑞士科學(xué)家西蒙·施文德納(Simon Schwendener)揭示出它們其實(shí)是一種復(fù)合生命體，由真菌與微型藻類結(jié)伴相生。這個(gè)“雙生假說”遭到了某種不滿，因?yàn)樯飳W(xué)家一直致力于把生物分類為一個(gè)個(gè)界限分明的獨(dú)立物種，但這種生命形態(tài)假說對(duì)此提出了挑戰(zhàn)，不過施文德納最終化解了種種非議，他用精密的顯微鏡與靈巧的雙手，設(shè)法分開了地衣中的那一對(duì)伙伴。

　　“我就說是它共生的，怎么著!”

　　然而，偉大的前人也有紕漏。

　　施文德納誤認(rèn)為是真菌“奴役”了藻類，但是別人的研究表明這兩者其實(shí)是平等合作 。藻類利用陽光制造真菌所需的養(yǎng)分，而真菌則提供礦物質(zhì)，水和保護(hù)。此前人們從未聽過這種互惠共利的關(guān)系，也沒有與之對(duì)應(yīng)的詞匯，于是由兩個(gè)德國(guó)人，阿爾伯特·弗蘭克(Albert Frank)和安東·狄·百瑞(Anton de Bary)創(chuàng)造了一個(gè)完美描述這種現(xiàn)象的術(shù)語——“共生”(symbiosis)，源于古希臘詞匯“共同”和“生活”。

顯微鏡下的地衣(左)與其模式圖(右)，圖中綠色顆粒狀的為藻類，絲狀的則是真菌的菌絲

　　當(dāng)我們想到影響人和動(dòng)物的健康的微生物，想到那些為珊瑚礁提供能量的藻類，驅(qū)動(dòng)我們的細(xì)胞的線粒體，幫助牛消化食物的腸道菌群，或者充斥著超市貨架的益生菌，這一切的一切都可以追溯到“共生”這個(gè)概念的問世，而共生，則反過來源自對(duì)地衣的研究。

　　“關(guān)鍵第三號(hào)”終現(xiàn)身

　　自施文德納以來150年，生物學(xué)家一直試圖在實(shí)驗(yàn)室里栽培地衣，卻徒勞無功。無論他們?nèi)绾稳藶榈卮楹险婢驮孱?，這兩個(gè)小伙伴始終無法充分再現(xiàn)它們?cè)谧匀画h(huán)境中的結(jié)構(gòu)，看起來似乎有什么東西被忽略了——而斯普利比爾或許就發(fā)現(xiàn)了這樣?xùn)|西。

　　他證明，自施文德納以來所有科學(xué)家都弄錯(cuò)了，地衣大家族中最大、種類最多的那個(gè)類群并非兩種生命體的聯(lián)盟。事實(shí)上，它是三種生命體的聯(lián)盟。這么長(zhǎng)時(shí)間里，有另一種類型的真菌一直就隱藏在人們眼皮底下。

　　“顯微影像學(xué)已經(jīng)走過了140多個(gè)年頭，”斯普利比爾說道，“說起來簡(jiǎn)直不可思議，人們居然還漏掉了這么基本的東西?！?p>　　與擔(dān)子菌的奇妙邂逅

　　發(fā)現(xiàn)之旅始于2011年，當(dāng)擁有博士學(xué)位的斯普利比爾又回到了蒙大拿州，他加入了共生專家約翰·麥卡琴(John McCutcheon)的實(shí)驗(yàn)室，麥卡琴說服他使用現(xiàn)代遺傳學(xué)手段，作為他卓越的的博物學(xué)技能的補(bǔ)充。

　　他倆開始研究?jī)煞N當(dāng)?shù)氐牡匾拢@種地衣在當(dāng)?shù)厣种须S處可見，長(zhǎng)得宛如胡亂掛在枝椏上的假發(fā)。其中一種地衣呈黃色，因?yàn)槠鋾?huì)制造一種叫做狐衣酸(vulpinic acid)的強(qiáng)力毒素;而另一種則缺乏這種毒素而呈深棕色。這兩種地衣看起來截然不同，被分類為不同的兩個(gè)物種已有一個(gè)世紀(jì)的歷史。然而最近的研究表明 它們中的真菌是一致的，搭配的也是一樣的藻類。

　　那它倆為什么就不一樣了呢?

引起斯普利比爾注意的兩種地衣

　　為尋真相，斯普利比爾分析了兩種地衣所激活的基因，結(jié)果沒有區(qū)別。然后他意識(shí)到他的搜索范圍太過狹隘了，地衣學(xué)家全都認(rèn)為地衣當(dāng)中的真菌都來自一個(gè)叫做“子囊菌”(ascomycetes)的類群，因此斯普利比爾也就理所當(dāng)然地只搜索了這類真菌的基因。然而幾乎是一時(shí)興起，他將他的搜索范圍拓展到了整個(gè)真菌界，這時(shí)詭異的事情出現(xiàn)了， 地衣當(dāng)中大量被激活的基因來自一個(gè)完全不同的真菌類群——擔(dān)子菌(basidiomycetes)。

　　譯者注：子囊菌是真菌中的一個(gè)類別，平時(shí)見到的霉菌中就有一些屬于這類。擔(dān)子菌也是真菌中的一類，平時(shí)見到的各種蘑菇大多都屬于此類。

　　“看上去像是有什么地方搞錯(cuò)了，”麥卡琴說，“這得花上大把時(shí)間去弄清楚。”

常見蘑菇大多屬于擔(dān)子菌

　　一開始，他倆猜測(cè)是有擔(dān)子菌碰巧長(zhǎng)在地衣上面?？赡苤皇菢颖疚廴?，樣品上落了一點(diǎn)點(diǎn)細(xì)屑什么的，再或者也可能是某種病原體，感染了地衣導(dǎo)致其生病等等。這甚至可能只是假信號(hào)罷了。(這樣的事發(fā)生過：遺傳算法曾荒謬地顯示紐約地鐵上有黑死病菌，弗吉尼亞的土豆田里藏著鴨嘴獸或是越南的森林里頭住著海豹等等??)

　　但是當(dāng)斯普利比爾從他的數(shù)據(jù)中移除了所有擔(dān)子菌基因后，與狐衣酸有關(guān)的一切也隨之消失了?！澳鞘莻€(gè)豁然開朗的時(shí)刻，”他說，“我靠倒在我的椅背上?！蹦且豢蹋_始懷疑擔(dān)子菌實(shí)際上就是地衣的一部分，兩種地衣都有，但是黃色有毒的那一種當(dāng)中特別多。

　　還不僅僅是這兩種地衣。在他的職業(yè)生涯中，斯普利比爾已經(jīng)收集了45000份地衣樣本，他開始批量篩查這些屬于不同演化分支，來自不同大陸的樣本，結(jié)果發(fā)現(xiàn) 幾乎所有的“大型地衣”(世界上物種最豐富的地衣類群)當(dāng)中都能檢測(cè)到擔(dān)子菌類的基因，簡(jiǎn)直無處不在。那么現(xiàn)在，他需要親眼見到他們。

　　在顯微鏡下，地衣看上去像是一根油條：由一層緊實(shí)的外殼包裹著綿軟的內(nèi)芯。藻類就嵌在那層厚厚的外殼上，熟悉的子囊菌也長(zhǎng)在那里，只不過它們的菌絲向內(nèi)部分支，構(gòu)筑成海綿狀的內(nèi)芯。那么擔(dān)子菌在哪里呢? 原來它們?cè)谕鈿さ淖钔鈱?，就在另外兩個(gè)伙伴周圍?！八鼈儽椴荚谧钔鈱印！?斯普利比爾說。　

斯普利比爾顯微鏡下的地衣

　　盡管貌似顯而易見，但是尋找它們消耗了差不多五年光陰。它們包裹于糖類基質(zhì)之中，仿佛被人粉刷過一般。為了看清這些生命體，斯普利比爾從沃爾瑪買來洗潔精，小心翼翼地洗脫掉那些基質(zhì)。

　　然而就算是那些擔(dān)子菌已經(jīng)充分暴露出來，要鑒別它們也是困難重重，它們看起來跟子囊菌的菌絲橫斷面別無二致，除非你真的知道你在找什么，否則完全沒有理由認(rèn)為那里存在兩種而非一種真菌，這也是為何150年來都沒人意識(shí)到這點(diǎn)。 斯普利比爾最終通過給三種生物成分標(biāo)記上不同的熒光分子，讓三者分別呈現(xiàn)出紅色，綠色和藍(lán)色，這才讓這種三位一體的生命形態(tài)得以顯現(xiàn)出來。

利用熒光標(biāo)記區(qū)分開來的三種生物成分

　　“這個(gè)發(fā)現(xiàn)打破了雙生范式，”牛津大學(xué)的薩拉·沃特金森(Sarah Watkinson)說道，“教科書上關(guān)于地衣的定義怕是要改寫了?！?p>　　“這讓地衣更加引人注目了，”英國(guó)?？巳卮髮W(xué)的尼克·塔爾伯特(Nick Talbot)補(bǔ)充道，“現(xiàn)在我們知道其需要兩種不同的真菌和一種藻類，當(dāng)正確的組合在巖石或枝椏上相遇，地衣便形成了，最終化作我們常在樹上和巖石上見到的巨大復(fù)雜的植物狀生命體。我們對(duì)這種共生態(tài)的形成機(jī)制還是一無所知，那是個(gè)真正的謎團(tuán)。”

　　基于兩種真菌所處的位置，擔(dān)子菌有可能會(huì)影響另一種真菌的生長(zhǎng)，誘導(dǎo)其構(gòu)筑地衣的硬殼，或許用上這三種成分，地衣學(xué)家終將能在實(shí)驗(yàn)室里成功栽培地衣。

工作中的斯普利比爾

　　地衣學(xué)知識(shí)或?qū)⒏膶?p>　　在斯普利比爾所研究的蒙大拿地衣中，很顯然擔(dān)子菌和狐衣酸是緊密相關(guān)的，但究竟是擔(dān)子菌需要攝入這種物質(zhì)，還是產(chǎn)生了這種物質(zhì) ，還是說其解鎖了另一種真菌制造此物的能力?若是后者，“其意義就超越了地衣學(xué)的范疇了?！蔽痔亟鹕f。地衣對(duì)“生物勘探者”而言是個(gè)誘人的目標(biāo)，他們勘探自然界，尋找對(duì)我們可能有醫(yī)學(xué)價(jià)值的物質(zhì)。新發(fā)現(xiàn)的擔(dān)子菌是個(gè)全新的生物類群，與他們已知親緣關(guān)系最近的親戚已經(jīng)分開演化了2億年，它們的細(xì)胞中或許能發(fā)現(xiàn)各種有用的化學(xué)成分。

多姿多彩的地衣

　　“但是說真的，我們不知道這些擔(dān)子菌的作用，”麥卡琴說道，“而且考慮到它們的存在，我們連子囊菌的作用也不知道了?！比魏螝w功于它們的事情都有可能其實(shí)是另一真菌所為， 許多地衣學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)都需要被重新審視，或許還會(huì)被改寫。

　　“斯普利比爾在許多年里承擔(dān)著巨大的風(fēng)險(xiǎn)，”麥卡琴說，“但他成功改變了這個(gè)領(lǐng)域?！?p>　　但沃特金森指出，他并不是一個(gè)人在戰(zhàn)斗，若無整個(gè)團(tuán)隊(duì)的支持，他的發(fā)現(xiàn)不可能成真。這個(gè)團(tuán)隊(duì)薈萃了博物學(xué)，基因組學(xué)，顯微影像學(xué)等各路專家，這與他們一直以來研究的“共生”可謂交相輝映——研究者們合作研究自然界最親密的合作關(guān)系。