小不點(diǎn)兒細(xì)菌環(huán)游世界

梁宇　李柏鍵

“老地衣”的生存秘密

我們被海浪沖上了一座滿是地衣和苔蘚覆蓋的小島。之前相傳小島上沒(méi)有雨水，土地幾乎都是永久冰凍的凍土，缺乏養(yǎng)分。為了找到地衣生存的秘密，我們借著風(fēng)力飛到了一株較為年長(zhǎng)的地衣上，向它問(wèn)起了地衣誕生的故事。

知識(shí)鏈接：地衣誕生記

為了適應(yīng)這樣的環(huán)境，地衣的“祖先”，也就是一些藻類和真菌共同進(jìn)化形成了一種復(fù)合體生物。在這個(gè)復(fù)合體中，藻類進(jìn)行光合作用，為真菌提供營(yíng)養(yǎng);真菌從外界吸收水分和無(wú)機(jī)鹽，并將藻體包被在其中，以避免陽(yáng)光直射導(dǎo)致藻類細(xì)胞干燥死亡。兩位先祖互相依存，共同度過(guò)了那段艱苦的歲月，才能一直活到今天。

巖石上的地衣與苔蘚

年長(zhǎng)的地衣說(shuō)道，“我們的出現(xiàn)讓這片貧瘠的大地開(kāi)始有了轉(zhuǎn)機(jī)。我們不斷分泌的地衣酸腐蝕了我們生長(zhǎng)的巖面，讓巖石表面逐漸龜裂和破碎，加上風(fēng)化作用，逐漸在巖石表面形成了土壤層。土壤，為其他高等植物的生長(zhǎng)創(chuàng)造了條件。因此，我們常被稱為‘植物拓能者或‘先鋒植物?！钡匾伦院赖刂v起過(guò)去的故事，“我還記得我旁邊的苔蘚兄弟就是在我們誕生后不久出現(xiàn)的，盡管沒(méi)有分化出根莖葉，但是它和我不一樣，它已經(jīng)是真正的植物了。”這時(shí)，老地衣突然對(duì)我說(shuō)：“對(duì)啦，我之前在這苔原上見(jiàn)過(guò)一些和你們有些像的生物，不知道是不是你們的親戚，你們快去看看吧?！闭f(shuō)著，它指了指身后方。

順著老地衣的指引，我們找到了一群正在巖石表面曬太陽(yáng)的光合細(xì)菌。我們問(wèn)他們哪里有東西可以填飽肚子時(shí)，他們卻說(shuō)曬曬太陽(yáng)就可以了。我們十分疑惑，這時(shí)，一個(gè)小光合細(xì)菌跳出來(lái)告訴我們：“我們光合細(xì)菌雖然跟你們一樣是細(xì)菌，但是我們體內(nèi)可是比你們多一個(gè)寶貝——光合色素。有了它我們就可以直接利用太陽(yáng)的能量合成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)了，不像你們四處漂泊覓食，怎么樣，我很厲害吧？”我們紛紛點(diǎn)點(diǎn)頭。小細(xì)菌笑著說(shuō)：“在苔原碰到‘老鄉(xiāng)太不容易了，我還是把制造光合色素的原理講給你們吧?！?h3>偶遇“牧草之王”

不知道過(guò)了多久，島上突然吹起了季風(fēng)，我們一路乘著季風(fēng)深入內(nèi)陸，抵達(dá)了大陸深處的溫帶草原，慢慢降落在一株草細(xì)長(zhǎng)的葉片上。這株草察覺(jué)到我們的到來(lái)，熱情地和我們打招呼，并告訴我們這一帶的情況。

“這里的氣候?qū)儆诘湫偷牟菰瓪夂?，因?yàn)殡x海洋遠(yuǎn)所以不怎么下雨，只有夏天偶爾會(huì)下幾場(chǎng)雨。因?yàn)闅夂蚋稍铮L(zhǎng)不了高大的樹(shù)木，只有我們這種不怎么需要水分的草類植物和一些耐旱作物在這里生長(zhǎng)。自我介紹一下，我是針茅草，我旁邊是苜蓿草。我是多年生的禾草，是典型的草原植物。因?yàn)槲业母毺貏e發(fā)達(dá)，即使是地下深處的水我也可以喝到，所以完全不怕干旱。苜蓿草也是多年生的草本植物，不過(guò)它是豆科的牧草，數(shù)量多而且各個(gè)營(yíng)養(yǎng)豐富，還能改良土壤，讓這里可以生長(zhǎng)更多的牧草，所以被人類譽(yù)為‘牧草之王。”

光合色素是在光合作用中參與吸收、傳遞光能或引起原初光化學(xué)反應(yīng)的色素。主要包括三類：葉綠素（包括細(xì)菌葉綠素）、類胡蘿卜素和藻膽素。光合細(xì)菌中的光合色素是細(xì)菌葉綠素

苜蓿草是豆科牧草，能改良土壤，所以被人類譽(yù)為“牧草之王”

針茅草是多年生禾草，是典型的草原植物

針茅草頓了頓，又說(shuō)道：“對(duì)了，我好像在哪里見(jiàn)過(guò)你們，好像是在豆科植物的根部，對(duì)，你們是不是也叫根瘤菌？你們和豆科植物的根共生，形成一個(gè)個(gè)腫瘤狀的組織，也就是根瘤。然后把大氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氮肥給我們植物，同時(shí)我們植物也會(huì)通過(guò)根部輸送一些養(yǎng)分給你們，形成了奇妙的共生關(guān)系。我的兄弟苜蓿好像就和你們挺熟的，我也想和它一樣長(zhǎng)得壯壯實(shí)實(shí)的，你要不要在我這兒定居下來(lái)？”

植物根系上的根瘤

滿眼綠色的熱帶雨林處處隱藏著生存智慧

白蟻腸道里寄生著降解木質(zhì)素的微生物，幫助它把樹(shù)干中的木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為養(yǎng)分

我連忙解釋說(shuō)我們不是根瘤菌。但聽(tīng)了它的介紹，我對(duì)這群叫根瘤菌的小伙伴還是挺感興趣的。于是我們順著苜蓿的根部，來(lái)到地下見(jiàn)到了根瘤菌的小伙伴。我的細(xì)菌小伙伴通過(guò)和土壤里的根瘤菌進(jìn)行質(zhì)粒轉(zhuǎn)移和基因交流，獲得了固氮的能力，在這里定居下來(lái)。我仍舊堅(jiān)持著想要四處游歷的想法。不過(guò)為了度過(guò)這里寒冷干燥的冬天，這里的固氮菌形成了圓形的休眠體——孢囊，不抗熱但抗干旱，而我們因?yàn)槠吹男枰M(jìn)化出了更為強(qiáng)大的休眠體——芽孢。對(duì)高溫、紫外線、干燥、電離輻射和很多有毒的化學(xué)物質(zhì)都有很強(qiáng)的抗性。

暗藏生存智慧的熱帶雨林

冬季過(guò)去了，我們紛紛從芽孢里蘇醒過(guò)來(lái)，沿著初春消融的河流離開(kāi)草原，進(jìn)入一片茂盛的熱帶雨林。

由于雨林中雨水沖刷，導(dǎo)致雨林表層土的養(yǎng)分大量隨著降水被沖刷到河流里，這里生活著非常多以枯木和落葉為食物的腐生真菌?？磥?lái)我們要以這些富含木質(zhì)素和纖維素的植物尸體為食飽飽地美餐一頓了。

熱帶雨林里生活著大量的藤蔓植物，它們攀援在大樹(shù)的樹(shù)干上，直達(dá)天際，有的甚至已經(jīng)把其中的大樹(shù)活活困死。我們順著風(fēng)落到一株藤蔓植物的葉子上，問(wèn)它為什么它們的家族在熱帶雨林里這么興盛。它告訴我們：

“熱帶雨林植物眾多，為了生存下去就必須爭(zhēng)奪陽(yáng)光，用最高效的手段生長(zhǎng)到光照充足的上層。比如有的大樹(shù)就長(zhǎng)得十分高大。我們一族盡管沒(méi)有大樹(shù)那般粗壯的根系和枝干，但我們依附于大樹(shù)的樹(shù)干，快速向上攀援，抵達(dá)上層后便開(kāi)始橫向擴(kuò)張，幾乎占據(jù)了雨林的上層，所以很快就在熱帶雨林中占據(jù)了生存的優(yōu)勢(shì)。而那些沒(méi)能獲得陽(yáng)光的植物，要么只能減少自己養(yǎng)分消耗，變得低矮稀疏，要么只能逐漸死亡。沒(méi)辦法，生存的競(jìng)爭(zhēng)就是這樣的殘酷?！?/p>

這時(shí)，我看到一個(gè)個(gè)白色的小蟲(chóng)子在樹(shù)干里爬來(lái)爬去，好像在啃食樹(shù)干。藤蔓告訴我們，它們叫白蟻，已經(jīng)存在于地球2億年了。它們以樹(shù)干為食，這并不是所有蟲(chóng)子都能做到的。因?yàn)榘紫伒哪c道里面寄生著大量可以降解木質(zhì)素的微生物，幫助白蟻把樹(shù)干中的木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為可以利用的養(yǎng)分。我的一些小伙伴出于好奇，通過(guò)與熱帶雨林中白蟻腸道里共生的微生物進(jìn)行基因交流和進(jìn)化，獲得了降解木質(zhì)素的能力，所以它們決定不再漂泊定居于此。而我想要去到更多地方，認(rèn)識(shí)更多朋友，見(jiàn)證這顆星球在我誕生3000萬(wàn)年后的模樣。

一路走來(lái)，我看到了豐富多彩的自然景觀和動(dòng)植物，甚至和我一樣的微生物。地球上因?yàn)楣庹铡囟鹊牟煌又罅?、季風(fēng)和降水的影響，形成了各種各樣的區(qū)域環(huán)境。而生物們?yōu)榱诉m應(yīng)這復(fù)雜多變的自然環(huán)境，也進(jìn)化出了自己的生存之道，在地球這顆藍(lán)色星球上奏響偉大的生命之歌。

（責(zé)任編輯/陳天昊 美術(shù)編輯/李子夜）