“吃”真菌的植物天麻

楊振艷 楊蓮 楊石美 于富強(qiáng) 劉建偉

在自然界中，絕大多數(shù)植物能夠通過光合作用制造營養(yǎng)物質(zhì)，滿足自身生長、發(fā)育和繁殖的需要，被稱為自養(yǎng)植物。然而，也有一些植物無法通過光合作用自給自足，需要從其他植物或真菌中“竊取”營養(yǎng)物質(zhì)維持“生計”，被稱為異養(yǎng)植物。

其中，有些異養(yǎng)植物與真菌形成了一種特殊的共生體系，通過真菌的菌絲體獲取營養(yǎng)，也被稱為菌異養(yǎng)植物。天麻，就是其中的典型代表。今天我們就來認(rèn)識一下天麻，看看它非同一般的“生活史”吧！

天麻是蘭科天麻屬多年生草本植物，多生長于土壤肥沃、陰濕的林下，根、葉已經(jīng)高度退化，全身不含葉綠體，無法進(jìn)行光合作用，而且天麻的花果期極短，生命周期中絕大部分時間都是以塊莖的形式埋藏于地下。

天麻開花前，“隱居”于地下，蹤跡難覓，很難被采挖到，又因花期短，極少有人見過野生天麻開花。再加上在揭秘其“生活史”前，人們嘗試人工栽培均以失敗告終。所以，在古代天麻被認(rèn)為是天賜之物，并流傳著“天麻天麻，天生之麻，神仙播種，凡人采挖”的說法。

天麻的生命歷程（供圖/ 楊振艷）

天麻也是一味傳統(tǒng)的名貴中藥材，取自植物天麻的地下塊莖，又被稱為“定風(fēng)草”，在中國已經(jīng)有2000多年的藥用歷史。

不能自給自足的天麻是靠什么來維持生命的呢？

原來，這個聰明的家伙長期與寄生真菌斗智斗勇（植物和真菌的協(xié)同演化），利用寄生在它們身體中的真菌，定制了一套“衣來伸手，飯來張口”的生活方式——依靠“取食”侵入體內(nèi)的真菌菌絲獲取養(yǎng)分，一生“衣食”無憂。

天麻的一生包括種子萌發(fā)、營養(yǎng)生長和生殖生長3個階段，約耗時3年，會有兩種真菌為其提供營養(yǎng)：一種是萌發(fā)菌，幫助無胚乳的天麻種子萌發(fā)，讓它長出“米麻”，即小天麻；另一種是蜜環(huán)菌，為小天麻的后期生長、發(fā)育和繁殖提供營養(yǎng)。

紫萁小菇（供圖/ 楊振艷）

天麻的種子極多、極小，每株可產(chǎn)種子20萬～30萬粒，風(fēng)一吹就像被卷到空中的細(xì)小塵土一樣。不僅如此，為了在長途跋涉中輕裝上陣，天麻種子“忍痛”把胚乳給“節(jié)省”了，因此種子在萌發(fā)時就需要由共生真菌提供“外源營養(yǎng)”。

小菇屬（Mycena）真菌紫萁小菇是協(xié)助天麻種子萌發(fā)的一種萌發(fā)菌，多生長于林間落葉、枯枝及植物腐根上，對纖維素有強(qiáng)烈的分解能力。當(dāng)成熟的天麻種子落在林間地面染有此菌的樹葉上時，會吸潮膨大，紫萁小菇的菌絲體會趁機(jī)侵入種胚。沒曾想，它卻成了天麻種子的“營養(yǎng)大餐”。天麻種胚靠“食用”侵入的菌絲獲取營養(yǎng)，萌發(fā)形成原球莖。

天麻種子萌發(fā)形成原球莖后，只“吃”小菇的菌絲已經(jīng)無法滿足生長所需的營養(yǎng)了，它需要添加另外一種“食物”，這就是蜜環(huán)菌。

天麻會釋放一種化學(xué)信號，吸引蜜環(huán)菌入侵。當(dāng)蜜環(huán)菌侵入天麻原球莖的表皮細(xì)胞時，天麻表皮內(nèi)部會合成大量的抗真菌蛋白，形成隔離層，防止蜜環(huán)菌進(jìn)一步侵入；同時，會分泌大量可以消化蜜環(huán)菌侵入菌絲的溶菌酶。

于是，一切就緒，“盛宴”開始。

蜜環(huán)菌是一種兼性寄生菌（以腐生為主要營養(yǎng)方式，同時也可寄生），生命力極強(qiáng)，它不僅可以分解死樹的莖干獲取營養(yǎng)，還能寄生在活樹或草根上。蜜環(huán)菌菌絲從樹木那里獲取營養(yǎng)，天麻靠“吃”侵入的蜜環(huán)菌菌絲獲取營養(yǎng)，“天麻—蜜環(huán)菌—樹木”之間便構(gòu)成了一條“食物鏈”。

看上去，蜜環(huán)菌似乎有點“缺心眼”，做了一件損人不利己的事，然而，事實并非如此。在利用“一種、兩菌”進(jìn)行天麻人工栽培的生產(chǎn)過程中，就常常出現(xiàn)因用菌不慎，或者天麻在淹水、破損等抵抗力弱的情形下，被蜜環(huán)菌“吃光”的現(xiàn)象，這時，蜜環(huán)菌完成了反殺。

由此可見，天麻和蜜環(huán)菌之間沒有永遠(yuǎn)的勝利者，攻守之勢隨機(jī)而變，角逐時刻在進(jìn)行。

你還知道哪些獨特的異養(yǎng)植物？或者想了解哪些植物的生長特性？歡迎告訴我們！

（責(zé)任編輯 / 張麗靜? 美術(shù)編輯 / 周游）