我們的盟友真菌

一提起真菌，很多人就會產生莫名的恐懼心理，科學家把這種現象稱作“真菌恐懼癥”。的確，真菌感染無處不在：霉菌會侵擾一塊放久了的面包，一個正在腐爛的橘子，甚至為我們的天花板上色……然而，科學家卻從小小真菌中看到了諸多的有用之處。幾千年來，微小真菌是生產諸如面包、啤酒、豆腐乳等美味食品的重要酵母菌，而西方飲食中必不可少的“黃金乳品”——奶酪則來自大型真菌的力量，它們能加速發酵奶中風味物質的形成。

從生命進化樹來看，真菌和動物萌芽于同一分支，直到植物分化后很久，彼此才分離開來。所以，所有真菌都共享動物的一些基本特征：吸入氧氣，吐出二氧化碳；和人類一樣很容易受到許多相同細菌的感染；通過消耗其他生命而不是通過光合作用獲取能量。真菌以其獨特的方式，將動物、植物和地球編織在一起。

在很多人的眼里，像蘑菇這樣的真菌不過就是烹調美味食品的配料，或者是自己精心打理的草坪上的入侵者。但真菌學家卻對真菌抱有極大的期望：喜歡著床于木屑中的微小真菌，將在醫藥、環保材料、綠色燃料、污染控制等領域，改變整個世界的游戲規則。“真菌是我們的盟友，沒有它們，地球就不會工作。”真菌學家保羅·斯蒂芬如是說。

深藏于地下的秘密

在森林的地面上，或濕滑樹樁的旁邊，生長著一片片肥美的蘑菇傘。然而，正如保羅所說：“蘑菇傘只是冰山一角，真菌的90%都隱藏在地表之下。”

在美國俄勒岡州東部馬胡爾國家公園的一片古老森林里，“居住”著世界上最大的生物——一株學名為“奧氏蜜環菌”的巨型真菌。奧氏蜜環菌是美國西部最為常見的一種蜜環菌。奧氏蜜環菌主要在地下生長和散布，而在地面上它的大部分是不可見的。只有在秋天，當它長出蘑菇時，才會給出地下部分存在的可見證據。這株巨型真菌發現于1992年。據科學家推測，它的年齡高達2000多歲（還有科學家猜測，它的年齡近8650歲），因而成為地球上年齡最大的生物之一。不僅如此，它還刷新了地球最大生物的記錄——它在地下延伸的菌根占地面積達10平方千米，相當于1350個標準的足球場，而此前人們公認的地球最大生物是33.5米長、200噸重的藍鯨。

真菌早在數億年前就開始占領地球表面，并逐漸確立了它們作為地球偉大分解者的地位。真菌就像建在地下的化工廠：菌絲體分泌酶，把有機物的長鏈分子分解掉，然后它們從中吸取營養。菌絲體分泌的酶甚至還能將巖石分解成可吸收的礦物質，釋放到土壤里，然后被真菌大口大口地吃掉。“它們是非凡的化學家。”保羅如此詩情畫意地描述真菌。

有一種真菌甚至被視為神物，它就是裸蓋菇。人如果吃了裸蓋菇，過不了多久，眼前的世界就會變得光怪陸離，人就開始手舞足蹈、又哭又笑。這是因為裸蓋菇中的裸蓋菇素會影響人的視覺和其他感覺的神經受體，干擾神經系統的信號傳遞，使人產生幻覺。不過，裸蓋菇的致幻效果比較溫和，一般不會致人死亡。數千年前，加勒比海地區的印第安人將這種蘑菇視為神物，用于祭祀與醫療，以獲得不同尋常的精神體驗。

真菌通常都會以保護色生活在土壤里和腐殖質上，與植物、動物及其他真菌共生。大多數真菌還擁有自己的防御系統，它們自身會產生很強的抗菌素，以抵抗病原體，保護自己不受細菌、昆蟲和其他真菌的感染。它們甚至能夠防御天花。

未來的綠色環保材料

在保羅的實驗室里，在肥大多汁的腐木上，生長著大片大片的靈芝狀的木材腐朽菌。他說它們都是“優秀的戰士”——為了爭奪美味多汁的腐木，木材腐朽菌會散發出大量化學物質來限制其他菌種的菌絲體繁衍。所以保羅指出，單一的蘑菇菌種會給森林帶來毀滅性的病害。不過，作為森林生態系統的重要組成部分，木材腐朽菌在森林生態系統中起著重要的降解作用，能全部或部分降解木材中的木質素、纖維素和半纖維素，為昆蟲和鳥類提供營養。與此同時，木材腐朽菌和一些昆蟲之間存在互助關系——昆蟲可以幫助傳播木材腐朽菌。在真菌物種之間也存在既相互對立又相互利用的關系。

在另一座實驗室里，微生物學家加里·史特羅貝爾正利用木材腐朽菌研發生物燃料。十年前，他在玻利維亞北部的巴塔哥尼亞實地考察一片古老的森林時，發現了被稱為“肉質紫膠盤菌”的木材腐朽菌，這種紫色的真菌含有揮發性化合物，能與柴油中的類似化合物相媲美。

史特羅貝爾在實驗室里用了三周時間，對不同的真菌不厭其煩地進行排列、組合，結果將枯葉轉化成了有用的微生物柴油。制造生物燃料的常規方法是使用經濟作物發酵產生生物燃料，如乙醇，而這種源自真菌的燃料可以從農業廢料中提取。所以，史特羅貝爾指出，人類可能正進入“真菌時代”。有朝一日，“真菌引擎”將飛速發展。

人們所熟知的包裝材料——聚苯乙烯是一種化學合成聚合物，含有對人體有害的潛在致癌物質。最新研究發現，利用農業副產品（如稻米、蕎麥和棉籽的殼和秸稈）與菌絲混合產生的真菌纖維，可以替代聚苯乙烯。也許在不久的將來，人們網購的東西送上門時，將不再使用聚苯乙烯包裝，而是使用真正環保的真菌纖維。

塑料是一種奇跡材料，菌絲體材料更是令人不可思議。菌絲體具有良好的生物可降解性和相容性，只要給予不同的原料、溫度和濕度， 菌絲體就會以不同的密度、朝不同的方向生長，生長成具有不同特性的材料。菌絲體材料擁有廣闊的應用前景。目前，有科學家正利用菌絲體生產充當骨骼的人造骨骼，以及電動車和耐火絕緣泡沫膠的模壓部件。

未來世界的“救星”

保羅說：“菌絲的未來就是人類的未來。”雖然這聽起來有點聳人聽聞，但他的公司——“完美真菌公司”目前已經擁有超過30個真菌專利，其應用涵蓋環境和醫學領域。保羅最大的愿望是用真菌清除污染，小到石油、化肥污染，大到核污染。我們知道，真菌的力量主要隱藏在地下的菌絲中——菌絲在適當的條件下產生菌菇，菌菇以其巨大的力量從地下沖出，足以沖破柏油路面。

1998年，保羅領導的研究團隊進行了利用真菌清除柴油污染的實驗。實驗對象是用柴油侵透了的幾張絨布，其芳香碳氫化合物污染程度接近1989年發生在阿拉斯加海灘的漏油事件。

他們對其中的一張絨布做酶處理，其余的做細菌處理，然后將菌絲注射在用酶處理過的絨布上。6周后，其他絨布變得又黑又臭，而用酶處理過的絨布上則生長出了近百千克的牡蠣蘑菇——是酶將柴油中的碳氫化合物變成了碳水化合物。接著，孢子生長出來，孢子吸引來昆蟲，昆蟲產卵，卵變成幼蟲，然后鳥飛來吃蟲，同時帶來了植物種子……9周后，這塊絨布竟然變成了生命的綠洲。

下一步，保羅打算用真菌發明一種粗麻布，放到農場或工廠的下游——那里通常會產生大腸桿菌和其他有毒廢物——用以修復生態。

保羅說，如果我們想用一個快速而簡單的辦法解決人體健康、環境退化和氣候變化等問題，我們真的需要接受真菌兄弟的幫忙。

小真菌的大世界

在真核生物中，真菌自成一界，與植物、動物和原生生物相平行。真菌包括一大群無葉綠素、依靠細胞表面吸收養料的真核微生物。真菌學通常被視為植物學的一個分支。但事實上，真菌和動物之間的關系要比和植物之間的關系更加親近。

至今，科學家們仍不清楚真菌在地球上存在了多長時間，對真菌的起源也沒有確切的結論。

地球上有約150萬種真菌，按照形態通常被分為三類：酵母菌、霉菌和蘑菇。酵母菌是單細胞真菌，呈圓形或卵圓形，直徑為3～15微米，以出芽方式繁殖，芽生孢子成熟后脫落成獨立的個體。霉菌和蘑菇（大型真菌）是多細胞真菌，由菌絲和孢子組成。形態不同的菌絲和孢子是鑒別真菌的重要標志。大型真菌由菌柄、菌蓋和產生孢子的菌褶三部分組成。菌蓋高于地面，這樣散落的孢子就可以被氣流帶走。菌柄的底部有許多被叫作菌絲的細線，蘑菇就是通過它們來尋找養料的。

真菌的分布遍及全世界。不過，大部分真菌都很小，且以保護色生長在土壤里和腐殖質上，或與植物、動物及其他真菌共生，并不顯眼。只有部分蘑菇和霉菌在產生孢子后會變得比較顯眼。

真菌在有機物質的分解中扮演著極其重要的角色。很久以前，真菌便被當作食物（如蘑菇及松露）、面包膨松劑及各種食品（如葡萄酒、啤酒及醬油）的發酵劑。20世紀40年代后，真菌開始被用來制造抗生素，現在運用在工業上的許多酵素都是由真菌制造的。真菌還被當作生物農藥，用來抑制雜草、植物疾病及害蟲。真菌中的許多種類會產生有生物活性的物質，稱為霉菌毒素（如生物堿和聚酮），它們對包括人類在內的動物來說都是有毒的。一些種類的孢子含有精神藥物成分，被用在娛樂及古代的宗教儀式上。真菌可以分解人造物質，并使人類及其他動物致病。因真菌病（如稻熱病）或食物腐敗引起的作物損失對人類的食物供給和區域經濟產生很大影響。