| Focus 3/3 | 地衣,令人惊叹的开拓者

地衣:共生生物

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  地衣被认为是真菌的“近亲”,传统意义上,它们是由真菌绿藻蓝藻,或与绿藻和蓝藻的结合组成的。这种关系被称为共生,真菌是真菌共生体,藻类是光合共生体。地衣真菌主要属于子囊菌纲(子囊菌门)。只有少数地衣是由担子菌(担子菌门)形成的。藻类中90%为绿藻,主要为共球藻属(50—70%的地衣)和橘色藻属。其余以蓝藻为代表,其中念珠藻属是最常见的。这种共生关系很复杂(参见《地衣,令人惊讶的开拓者》)。

1.地衣是如何形成的?

  在胶状地衣(如胶耳衣)中,真菌和蓝藻是均匀混合的:我们称之为结构(图1)。在其他地衣中,这两个伙伴的分布不同,形成了所谓的异结构。例如,在叶状地衣中,其结构呈层状(异层结构)。

图1. 同层结构。胶状地衣体的同层结构。[图片来源© J. Asta]
图2. 异层结构。圆叶黑蜈蚣衣垂直切面。[图片来源© Danièle Gonnet]

  在地衣体的垂直切面上,我们可以看到(图2,顺序从上到下):

  • 上皮层仅由真菌形成;
  • 藻胞层为真菌菌丝与藻细胞交织区域;
  • 髓层仅有菌丝存在[1]
  • 下皮层仅由真菌形成,从其中逸出用于在基质上固定地衣体的丝或

2.地衣的繁殖

  地衣有两种繁殖方式:无性繁殖和有性繁殖。

图3. 无性繁殖: 左图,藻纹梅花衣的裂芽;右图,带着粉芽的Lepra amara
[图片来源: © J. Asta]

  无性繁殖是通过地衣体的裂片和自然断裂进行的。例如,Lepra amara地衣体上点缀着粉状斑点,即粉芽。每个粉芽堆的皮层裂开,真菌丝和藻类形成的粉尘和粉芽从中逸散,这些粉尘可以被雨、风、动物等携带,从而传播繁殖。皮层仍然存在的地衣体扩张后形成裂芽,当地衣体相互摩擦,或有昆虫通过时,这些裂芽可以分离,也可以传播(图3)。

  藻类只进行有丝分裂(无性生殖),只有真菌进行有性繁殖。此处以丽石黄衣为例(图4)。丽石黄衣的生殖器官或子囊器官有一个可育的子实层组织,由子囊组成,子囊可以产生孢子。每个子囊含有8个孢子,2个单细胞腔,由中间增厚层隔开,使孢子呈沙漏状。在子囊之间是不育的或侧丝碎片,其有颜色的末端延伸出子囊的顶端,构成囊层被。

图4. 丽石黄衣生长过程的图例:1:带子囊盘的成熟地衣体;2:子囊盘的垂直截面,显示子囊层(h);3:子囊层的详细图解(e:囊层被;p:侧丝;s:孢子;a:子囊);4:成熟的孢子来自子囊层;5:藻类细胞(共球藻);6:孢子萌发;7:地衣体幼年时期;8:分化过程中的地衣体。 [图片来源: © J. Asta]

  成熟后,孢子从子囊中猛烈地排出,落在基质上发芽后形成菌丝。为了使地衣恢复,这样形成的菌丝体必须与单个藻类相遇。这样一来,一个新的地衣体可以产生,并长成一个成年的地衣体,这种共生关系便可以逐渐恢复。

 


注释及引用:

封面图片:黄梅地衣(Xanthoparmelia conspersa)。[来源: © J. Asta]

[1] 壳状地衣的髓层由松散堆积的菌丝组成,与基质密不可分。