戈壁之珍——发菜

史军

发菜，形如其名——细如发丝，最粗的发菜直径也不过5毫米，但是它们的长度可以达1米。

与我们常吃的韭菜、菠菜、大白菜不同，发菜并不是一种会开花结果的植物，而是隶属于蓝藻门念珠藻属的藻类生物。之所以叫藻类生物而不是藻类植物，是因为最新的分子生物学研究表明，藻类家族与植物家族在4.6亿年之前就分道扬镳了。此外，绝大多数藻类生物的光合作用色素是藻胆蛋白和叶绿素a，缺乏植物细胞中独特的叶绿素b。所以，藻类是一类独立于植物的独特光合生物。

木耳

念珠藻属的家族成员分布区很广，世界各地都有它们的身影。在我们身边比较常见的就有葛仙米和地耳。葛仙米圆溜溜的，仿佛褐色的珍珠，生长在稻田中或者湿润的石壁上。地耳长得像木耳的孪生兄弟，只是颜色偏绿，但它们是完全不同的生物，木耳是通过分解植物残骸获取营养的真菌，地耳则是“自力更生”的光合生物。

发菜在我们的生活中其实并不常见。其一是因为发菜的生物体过于纤细，加上其主要成分是难以消化的多糖类物质，很难填饱采集者的肚子。

再者，发菜分布地远离人类生存的核心区域。它主要分布在年降水量低于400毫米的干旱和半干旱地区，通常生长在没有植被荫蔽的戈壁裸地之上。这些区域的土壤，既无足够的水分，也无足够的矿物质，无法为发展农业生产提供基础，也就很难支撑人类的大规模活动。

那么，发菜为什么会被大规模采集，最终成为濒危野生物种呢？原因在于它的名字——发菜与“发财”同音。这使此种生物在一些地区成为宴席上，特别是春节年夜饭上不可或缺的存在。

实际上，人们将发菜视为重要食物的历史并不长。关于发菜的明确文字记录，出现在明清时期的一些地方志书和典籍当中，例如清代乾隆年间的《甘州府志》（1779年出版，钟赓〔gēng〕起著）和《调疾饮食辨》（1823年出版，章穆著）。章穆在《调疾饮食辨》中写道：“头发菜，惟甘陕最多。南方绝无。”这里所说的头发菜就是发菜。

在20世纪末，野生发菜资源遭遇了毁灭性打击。人为过度采集发菜带来的破坏，不仅关乎这个物种本身，而且对采集区域内生态系统同样造成了毁灭性打击。发菜虽然个头微小，却对维护荒漠生态系统平衡具有重要作用。

首先，发菜产生的胞外多糖具有极强的吸水能力和黏性。所谓胞外多糖，是指细胞合成的分泌到细胞外的多糖类物质，发菜的胞外多糖由葡萄糖、半乳糖和木糖分子组成，三者的比例为2：1：1。这种多糖有着极强的吸水能力——发菜可吸收相当于自身正常重量12倍的水。正是凭借如此强悍的吸水能力，发菜能够在极端缺水的环境下生存下来。发菜储存的这些水分可以改善土壤的水分条件，再加上发菜的多糖可以黏合土壤，形成生物结皮（又称生物土壤结皮，是沙漠重要的地表覆被类型，主要分为藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮3类），对于阻挡流沙移动具有重要作用。看似不起眼的发菜，为荒漠区域的脆弱土壤盖上了一层防护罩。

除了影响土壤水分，发菜还是重要的营养物质提供者。发菜生活区域的土壤中极度缺乏氮元素，而氮元素又是植物健康生长必需的矿物质营养。发菜自身拥有的固氮酶可以将空气中的氮气转化为生物可以利用的氮肥，这一行为可以改良荒漠土壤肥力，为先锋植物（指群落演替中最先出现的植物）生长提供基础。

除了上述两个生存绝招，发菜还有两个重要的生存技能——抗强光照和在干旱条件下长时间休眠。

发菜能够抵御强烈紫外线，得益于它们体内的类孢粉素氨基酸（MAA）。这种物质可以与寡糖（一种新型功能性糖源）连接，通过吸收射线，减少射线对细胞的损伤；它们同时还能与甘氨酸连接形成新的结构，快速冷却紫外线的能量，充当“消防员”的角色。

发菜还有一个重要能力就是休眠。在极端干旱的情况下，发菜能进入深度休眠，存活3～5年，遇水后可以再次恢复生长。

而这些都得益于发菜的三大秘籍：

秘籍一，发菜细胞除了可以分泌多糖类物质储存大量水分外，它细胞内的水分“胁迫”蛋白可以帮助脱水的发菜细胞维持必要的细胞结构。

秘籍二，发菜细胞中含有一种叫“泛素”的蛋白质，这种蛋白质可以在细胞吸水恢复的时候，识别并清除细胞中那些发生损伤的蛋白质，从而维护细胞的正常活性。

秘籍三，發菜的DNA具有多拷贝特性和甲基化特性。研究人员发现，基因组的多拷贝性可能与防止DNA损伤有关，多拷贝基因组可以对细胞核提供结构上的保护，再加上一些基因的甲基化（指能够在不改变基因序列的前提下，改变遗传表现），可以帮助发菜的DNA在干旱状态下维持正常形态和功能。

小小发菜，除了名字讨喜，本身也具有极高的生态价值。但过去对于发菜的过度采集，对环境和社会经济都造成了极大的破坏。由此可见，唯有与自然和谐共生，才是人类长久的生存之路。

（责任编辑/张丽静 美术编辑/周游）

岩石上生长的生物结皮