蘑菇是真菌界的一大類生物,從生物學分類上看,我們平常所說的蘑菇,是真菌界擔子菌之下生物子實體的那一部分,另外在地下蘑菇還生長著大量的菌絲體。據不完全統計,全球蘑菇的種類大約有3000多種,其中能夠供食用的差不多有2000種,具備一定藥用價值的也有700多種。作為“級別”較低的真菌生物,蘑菇有一個特點,足以領跑全球所有的生物,那就是它的性別之謎,有科學家透過研究認為,蘑菇的性別種類,高達36000種以上,這絕對超出了我們對生物性別的認知。
性別差異的決定因素在地球生命剛形成的幾億年時間裡,生命形式還非常簡單,是由清一色的單細胞生物所組成當時的生物世界,這些單細胞生物的繁殖也是清一色的無性繁殖,即不需要兩性生殖細胞的結合,直接可以透過分裂生殖、出芽生殖以及後來的孢子生殖方式,由母體直接發育成新的個體。
雖然無性生殖具有不受兩性個體空間隔離、生殖週期短、繁殖成本相對較低等優點,但是在適應環境變化、透過基因突變最佳化後代個體性狀等方面,反而成為劣勢,而地球從誕生到現在,歷經了無數次的氣候、地質和環境鉅變,在這些變化中,需要生物個體不斷調整生存方法,從而刺激和提高基因有利突變的產生機率,因此伴隨著生物的進化,繁殖方式也由一開始的清一色無性生殖演化為兩性生殖。
兩性生殖的核心,就是上一代兩種性別的個體,在基因結合時,會將各自50%的基因傳遞給下一代,其中控制性別的基因為性染色體,父代和母代的性染色體在傳遞給後代時,會進行重新組合,從而分別有一定的機率形成不同性別的後代個體。比如,人類擁有男、女兩種性別,起控制作用的就是X染色體和Y染色體,當後代性染色體組合為XX,則代表是女性;如果組合為XY,則代表是男性。無論後代性染色體怎麼從上一代中傳遞和組合,都逃不開這兩種方式,所以人類的性別只有男、女兩種。
那麼,如果一種生物的性染色體有X、Y、Z三種,那麼後代個體的性染色體的組合則有XXX、XXZ、XXY、XYZ、XYY、XZZ、YYY、YYZ、ZZZ一共9種性狀,理論上就可能產生9種性別。不過,有些理論下的性別種類,並不能形成穩定可持續的遺傳性狀。比如素有“活化石”之稱的鴨嘴獸,就擁有10條性染色體,其中雄性個體具有5條X染色體、5條Y染色體。
蘑菇的“性別”蘑菇雖然沒有專門的可以控制性別的專門性染色體,但是在它們的DNA中,仍然有一些片斷可以起到類似的作用,科學家將這種DNA片斷稱為性別位點。由於蘑菇種類多種多樣,那麼這個性別點位的數量也會隨之變化,有一些品種會遠高於兩個型別,所以在不同性別位點的匹配組合下,會形成類似於其它生物性別的分位差異,而且性別位點越多,所形成的“性別”種類會出現爆發式增長。
蘑菇的生殖方式本身也很特殊,既有無性生殖的方式,也包含有性生殖的方式。從無性生殖來看,主要是地下的菌絲體發育而成的無性孢子,可以直接由母株形成新蘑菇個體。從有性生殖來看,主要是由子實體發育而成的有性孢子,這些孢子也具備其它生物類似精細胞、卵細胞的功能,但是蘑菇的有性生殖過程要比其它生物複雜。
從蘑菇有性生殖的過程來看,主要有三種實現途徑,一種是隻產生單交配型單倍體孢子,必須透過與其它不同型別的有性孢子結合,形成二倍體以後才可以完成發育。第二種是產生的單倍體孢子具備兩種可以結合的交配型別,既可以與其它交配型的孢子結合,也可以與新複製形成的細胞核進行結合,從而形成二倍體細胞;第三種是產生的配子內同時含有兩個細胞核,並且這兩個細胞核屬於不同的交配型別,孢子可以直接萌發產生蘑菇新個體。
雖然每一種蘑菇,其具有不同交配型的孢子種類並不多,但是架不住蘑菇的種類多呀,從蘑菇種群的總體來看,具備有性生殖的交配型就非常龐大了,據科學家估算,差不多一共有36000種之多,也就相當於有36000種“性別”。當然,這只是理論狀態下的估算值,與實際到底能夠產生多少可繁衍後代、穩定生存的個體的型別數量還會存在一定的出入。
目前很多蘑菇的生存狀況堪憂由於蘑菇的生存環境比較的苛刻,比如潮溼、陰暗、富含營養物質的基質等等。隨著人類活動的干擾特別是人工採摘強度的增加,以及各種汙染物排放到環境中累積效應的不斷增加,蘑菇種群的生存狀況不甚理想,一些品種的分佈區域大幅萎縮,有些甚至滅絕,目前,在能夠有效調查的蘑菇品種中,已經有超過160種列為受威脅級別。
對蘑菇種群產生重大影響的因素,一個方面是大量的採摘食用和採摘藥用;第二個方面是全球變暖大背景下帶來的區域乾暖化以及極端氣象事件,以及各種氣體汙染物沉降所帶來的土壤汙染和水體汙染;第三個方面還有森林的砍伐、草原的退化以及農業面源汙染。除此之外,在農業和林業生產活動中,所使用的一些富含消殺真菌的藥劑,也直接限制了野生蘑菇的生長繁殖。
大量的研究表明,包括蘑菇在內的真菌生物,不但能夠當成分解者來及時清理動植物的殘體,為環境輸入能量和營養物質,而且還可以將分解後的這些碳元素,鎖定在土壤中,在真菌和其它微生物的“共同努力”下,土壤成為地球上最大的碳匯儲存庫,已經超過了大氣和植物中碳匯的總和,這對於維持全球碳迴圈的穩定性、減緩全球氣候變暖起到了至關重要的作用。
如果以蘑菇為代表的真菌數量發生重大衰減,那麼可以預見地球的碳匯儲存能力將會突破極限,更多的二氧化碳進入地球的碳迴圈,那麼隨之而來對全球氣候以及各種生物的影響,將是多麼地強烈和無法逆轉呀!所以,在我們用心享受蘑菇給我們帶來的美味時,也要思索一下蘑菇對地球生態環境的重要意義。