首頁發布時間: 2022-06-23
撰文：陳可萱助研究員（本院生物多樣性研究中心）
中研院也有借物少女（男）？在本院生物多樣性研究中心陳可萱助研究員的實驗室裡，就有一群研究人員，經常穿梭在潮濕又崎嶇難行的森林與溼地裡，只為了採集迷你的苔蘚植物及真菌。本文將由這些科學家們為大家示範在野地採集迷你植物及真菌的好本事，並一起來認識這些常被大家忽略在腳邊的可愛小生物。
實驗室都研究些什麼？
我們的「真菌植物共生實驗室」致力於釐清兩大類的問題：一、是哪些真菌住在苔蘚裡呢？是否有未曾發現的真菌物種，而這些物種在演化上與其他真菌有何關聯？二、真菌與苔蘚彼此為對方帶來什麼影響？在環境變遷影響下，苔蘚與真菌是否能相互扶持共度難關？為了解以上研究問題，首先來認識本文的主角——苔蘚與真菌。
研究對象一：苔蘚
你曾經注意過從室外停車場地面縫隙或牆角鑽出的綠色小傢伙嗎？或是行道樹樹幹上、森林地面及枯木上的綠色地毯？在每日的生活中，不論在都市或野地，你很容易會與矮小的苔蘚植物（Bryophytes）不期而遇！由於苔蘚植物不具有維管束，無法在陸地上長得太高，但儘管尺寸迷你，苔蘚植物卻普遍存在於所有陸地生態系中，也在植物演化史中佔有相當特別的位置。
研究對象二：真菌
真菌是什麼？最常遇見真菌（fungi）的場景就在餐桌上。香菇、金針菇等是真菌；有時餐桌上吃剩的橘子、吐司發霉而長出黑色或墨綠色的毛狀物，也是真菌。而更多時候，真菌是以肉眼不可見的微小型態存在我們身邊的。
苔蘚＋真菌＝？
為何要同時研究苔蘚與真菌？在自然界中，所有植物都與微生物們（包含真菌）共同生存，苔蘚也不例外。當兩種截然不同的生物生存在一起，勢必會互相影響，究竟苔蘚植物與真菌是不是完美搭檔？這兩個角色的共同生存也開啟許多未知的問題。
走入迷幻魔戒森林的採集日常
為了研究苔蘚及真菌，實驗室成員有許多階段的任務需要完成，首先，為了收集並觀察研究材料，我們必須走進自然野地。
我們的研究場域主要包含臺灣的雲霧森林及山中濕地。每一次的採集行程除了採集的各種工具，我們也須攜帶能夠記錄、保存生物樣本的裝備，此外，也要注意在山區工作的安全及保暖。
由於苔蘚及真菌通常都很矮小，我們時常必須貼近土地才能觀察、攝影，並且採集它們。但有時，我們也會在沒有其他裝備的情況下在樹上或岩壁上發現驚喜，此時就需要實驗室夥伴的協力合作。而在濕地採集時，奮力拔出雨鞋的情景也是採集活動要面對的日常。
採集到目標樣本後，後續的樣本處理就要馬上展開。由於菇類容易腐爛，研究團隊經常就近在旅館或工作站內利用果乾機進行菇類烘乾、採集資訊的整理，及照相的工作，苔蘚樣本也往往需要很快的處理才能確保材料可用做後續分析，通常會存放於可攜帶的液態氮桶中。
回到實驗室，培養、觀察、分子生物學操作
苔蘚及真菌材料若能培養種植，我們便可以設計後續各種操作實驗。因此，從野外回到實驗室後，必須馬不停蹄的從苔蘚植物體中，進行真菌菌種分離及保存，主要步驟包含將苔蘚表面消毒，再將苔蘚組織放置於含有營養素的洋菜培養基上，除了真菌，我們也會盡可能將苔蘚以無菌的狀態培養下來。
此外，我們也利用苔蘚及真菌的遺傳物質來釐清它們的類群及功能，因此，分子生物學的操作，以及後續的生物資訊分析，也是研究過程重要的一環。
生物的世界複雜而迷人，從辛苦的野外觀察、採集，到細膩的實驗室內顯微及分生操作、資料分析，都是更了解這些生物互動，以及發掘未來應用性的關鍵。每一位實驗室成員在各司其職的同時，也仰賴彼此的互相協助。
苔蘚共生真菌——跨界交流的啟發
我們團隊目前的研究著重於：一、真菌的養分利用模式，二、真菌群聚受環境變化的影響，以及三、苔蘚共生真菌對其他植物的影響。
真菌就跟人類一樣無法行光合作用，需要從外界獲取養分。我們的研究顯示部分苔蘚共生真菌具有多種養分利用模式，例如：能以腐生（分解衰老植物組織）及寄生（從活體植物轉移光合作用產物）的方式存活，打破既有對植物共生真菌的營養模式分類。接下來研究團隊也會繼續致力於了解更多不同與苔蘚共生的真菌類群之營養模式。
從生物演化歷史來看，苔蘚是最早適應陸地環境的植物，在現今的地球上，苔蘚可生存於最乾燥的沙漠以及最寒冷的極區，其獨特的真菌夥伴被推測為協助苔蘚抵抗逆境的功臣。研究團隊也在相對脆弱的生態系（如：雲霧森林）中，試圖了解苔蘚共生真菌群聚的變化。
我們的研究顯示，部分的苔蘚共生菌能促進苔蘚生長。由於苔蘚廣泛存在，這些苔蘚共生真菌對周遭植物是否也有相似的影響與作用？若是如此，在面對環境變遷挑戰的當下，苔蘚共生真菌未來可能可以應用於促進作物生長或增強其逆境抗性。
身邊的苔蘚及真菌
其實，苔蘚及真菌的觀察不假遠求，除了走入山林外，在城市中也有他們的蹤跡。例如：潮濕多雨的中研院院區內就有許多的苔蘚生長，只要下過幾天雨，與苔蘚共同生存的菇類就會紛紛冒出頭。若讀者願意靜下心來瞧瞧這些迷你的小生物，相信會有驚喜的發現！
