當地球無菌時,人類也會消失

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微距攝影下的絲狀真菌毛黴屬(Mucor)成熟子實體。 圖片來源:Mateusz Kropiwnicki/Shutterstock

對地球上的所有生物而言,包括人類,微生物都是不可或缺的生存條件。如果細菌、真菌及其他微生物都消失,一眾生物也很快會死去。近年有科學家警告微生物正急劇下降,有些更已絕種,有必要加緊拯救。

世界上至少有 600 萬種陸生真菌及多達 1 萬億種細菌及古菌,統稱為原核生物(prokaryotes)。此外,還有大約 20 萬種複雜的單細胞微生物「原生生物」(protist),例如黏菌(slime mold),構成地球生物多樣性的一大部分。

微生物正逐漸消失……

微生物是有機物的主要分解者,與 90% 植物物種形成重要的互惠關係或共生關係,可以維持生命的主要循環,讓碳、氫、氮、氧、磷及硫保持運轉。瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)生態學家 Colin Averill 說:「地球微生物組為我們的星球提供重要的生命支持系統。」但他認為現存微生物組的情況不太樂觀:「我們開始看到可怕的信號,可能正在發生大規模微生物滅絕,而我們幾乎沒有注意到。」

2009 年,巴西的植物學家曾提交報告,指在熱帶灌木 Coussapoa floccosa 的葉子上發現 6 種以前不為人知的真菌,但這種植物最近被認為已絕種。當最後一個標本死亡,那些真菌也會消失。

荷蘭瓦赫寧恩大學(Wageningen University & Research)研究人員 Eef Arnolds,早於 1980 年代已比較該國實地考察時發現的菌根菌(Mycorrhizal Fungi)子實體(fruiting body)紀錄。1912 至 1954 年間,每次考察看到的平均物種數量為 71 種,到 80 年代中期數字已下降到 38 種。Averill 指,過去一個世紀整個歐洲外生菌根真菌(Ectomycorrhizal fungi)物種多樣性下降了 45%。

數量減少之外,另一個大問題是同質化,在這種情況下,常見真菌更多主導土壤生態系統,而稀有真菌則逐漸減少並消失。Averill 說:「隨著使用更多 DNA 測序技術,我們看到這種強烈的同質化。突然間,相同的生物大量出現,能使這些棲息地在微生物學上截然不同的稀有生物,卻開始從物種庫中消失。」

最重要的是,多項研究顯示,微生物與其他動植物一樣受棲息地喪失、入侵物種、污染及野火威脅。英國卡迪夫大學真菌學家 Lynne Boddy 直言:「如果所有哺乳動物都被消滅,對大多數生態系統的功能不會有太大影響,但細菌、古菌及真菌完全不同,如果我們失去了整個群體,那將會是災難,因為生態系統的功能取決於它們。」

拯救微生物

缺乏知識,是評估地球微生物群狀態的主要障礙。在大約 600 萬種陸生真菌中,科學家只充分掌握 14 萬種的特徵。Boddy 解釋:「一些微生物,可以肯定是真菌,一直在消亡。我們甚至可能還未發現它們。」

為阻止情況繼續惡化,科學家第一步是繪製地圖,並保存剩下的東西。Averill 說:「通過結合來自世界各地基於 DNA 的微生物調查,我們開始了解微生物多樣性最高、最完整,以及退化最嚴重的地方。以此作為基礎,繼續監測及確定需要優先保育的地方。」多個倡導組織已開始記錄土壤微生物組,而保護微生物計劃 Earth Microbiome Project、GlobalFungi 及 SPUN 正在彙編數據。

第二步是恢復微生物組。Averill 說:「我們正在見證全球恢復和重新造林運動,嘗試恢復自然生態系統,但當我們去種一棵樹時,卻鮮有考慮與種植相關的微生物組。因此,我們將與更多團體合作,開始實際移動微生物,重新活化微生物群,作為重新造林項目的一部分。」Averill 更與同事成立公益公司 Funga,目的是提高林業項目的生產力,並通過恢復地下微生物群來幫助應對氣候變化。