錯過真菌我們會錯過了什麼?

我們從哪裏來?地球早期的諸多生命是何般模樣?關於地球生命的源起、萬物的歷史與智慧,這些具備哲學意涵的人生問題,我正是在很多人視為複雜沉悶的科學研究裏,特別是真菌研究裏,找到無限線索。

來到21世紀,我們仍然在問幾條非常根本的問題:我們從哪裏來?往哪裏去?我們又該如何準備未知的未來?從事真菌研究20多年,這些問題,穿越人類歷史,穿越地上與地下,亦穿越科學與人文範疇,一直陪伴着我。

20多年前,我有幸在香港大學與著名的真菌學教授Kevin Hyde結緣,被他引領進入知識的海洋。我們當時的實驗室醉心於真菌的多樣性研究,每個研究生都會集中研究一個範疇,例如棕櫚科真菌、草類真菌、淡水真菌、紅樹林真菌、腐生真菌、病原真菌等等,基本上全都是一般人未曾聽聞的物種。我們除了研究它們在形態上的特徵之外,也研究它們的核酸基因排序,並將我們發現到的資訊,放進世界基因庫中。這些訊息之所以重要,源於它們是貫通生命之源的知識橋樑。靠着這些資訊,我們才得以在「菌物生命樹」(The Fungal Tree of Life)這浩瀚的知識地圖上填補空白,重建地球的「生命之樹」,換言之,才有機會了解地球上各種生命的演化歷史。時至今日,美國國家基因庫上有2.4億個核酸序列,這些資訊由不同領域的研究成果匯集而來,科學界稱之為「演化訊息學」。

1859年版《物種起源》的扉頁。(Wikimedia Commons)
1859年版《物種起源》的扉頁。(Wikimedia Commons)

我們從哪裏來?地球早期的諸多生命是何般模樣?關於地球生命的源起、萬物的歷史與智慧,這些具備哲學意涵的人生問題,我正是在很多人視為複雜沉悶的科學研究裏,特別是真菌研究裏,找到無限線索。

科學界至今的認知是,真菌是第二大真核生物,生物多樣性極為豐富,而且它們已經在這個世界存活超過十億年了。這些年來,真菌經歷極端寒冷期(結束於6億3500萬年前)、恐龍滅絕期,在地球每個角落都能夠找到其蹤跡:從南北極冰凍的天地、熾熱的沙漠、高壓的海床、充滿核輻射的土壤、高毒素的環境、極酸性、極鹼性、高鹽度,甚至外太空也可能難不到真菌。它們身體裏儲下的生存智慧,實非我們所能想像。

至於未來將會怎樣,我並不知道,但可以肯定的是,氣候危機將會是我們需要面對的日常:極端天氣、其所造成的饑荒和糧食安全問題,人們流離失所、物種滅絕,在此不贅。聯合國以及科學界都已經提出一整個光譜的方案,解釋如何建設可持續發展的未來,那如何將其中一些辦法付諸實行,將另一些辦法勇於嘗試,再鼓勵拓荒者天馬行空地為人類開拓新的視野?這些都是通往更好的未來的關鍵。

而在這宏大的未來討論之中,20多年的科學研究讓我看見,真菌,可謂其中一個開拓新思維的媒介,一道突破人類知識界限的鑰匙。

至一萬年前,人類開始懂得用真菌來發酵食物,從此開拓出無數新味道,當中有部分更是現代生活不可缺的飲料和調味,比如醬油。(Wikimedia Commons)
至一萬年前,人類開始懂得用真菌來發酵食物,從此開拓出無數新味道,當中有部分更是現代生活不可缺的飲料和調味,比如醬油。(Wikimedia Commons)

真菌一直推動人類文明

回首過去,真菌一直有份參與驅動整個文明走向。五萬年前,真菌已開始被應用於人類醫藥,對治人類疫病。至一萬年前,人類開始懂得用真菌來發酵食物,不但有助在匱乏環境下保存食物,更從此開拓出無數新味道,當中有部分更是現代生活不可缺的飲料和調味,比如醬油、日本酒、味精等。在古代神話故事中,我們亦會找到真菌的蹤影。這是因為真菌可以改變人類感知狀態的神秘特質,讓它被應用於鬼神祭祀,塑造各地民族的靈性與宗教經驗。真菌跟人類文明密不可分,在我們知悉以先,早已滲透在我們的衣食住行每一個環節裏。真菌這些低調的蹤影,我都在書中詳細談及。

來到近代,真菌依然發揮着形塑世界的角色。單說醫學界,很多個劃時代的醫學研究發展,真菌都是幕後的大功臣。就以一般人較熟悉的諾貝爾獎來舉例。亞歷山大·佛萊明(Alexander Fleming)於上世紀40年代發現青黴素(Penicillin)有助治療各種傳染病,這發現的重要性,便使他奪得1945年的諾貝爾醫學獎。同一時期,喬治·比德爾(George Beadle)和愛德華·塔特姆(Edward Tatum)在1958年奪得諾貝爾醫學獎,便是因為他們在1941年透過研究脈孢菌(Neurospora crassa)的遺傳和代謝,突破了科學界對遺傳學的認知。說近一點的話,2006年的諾貝爾化學獎得主羅傑·科恩伯格(Roger Kornberg),其研究對象是酵母菌,他發現了酵母菌基因所攜帶的訊息可以如何被複製。同樣是借助酵母菌的突破性研究,還有日本細胞生物學家大隅良典借助酵母菌來了解人體細胞自噬機制,因而成為2016年的諾貝爾醫學獎得主。

為什麼醫學家、生理學家會以酵母菌為研究對象?正是因為真菌是構造相當簡單的生物,當明白到它們的細胞對藥物的反應機理,便可以推演到其他生物,理解更大範圍的代謝機制,這是為什麼我形容,真菌是人類文明中一扇窗口、一道鑰匙。酵母菌於1996年是第一種生物被寫進基因圖譜冊,如今,世界各地的科學家已經合作完成1,000個真菌基因圖譜的序列,作為其他研究的基礎參考數據。

真菌之重要,亦在於他們是生命之樹最大的分支之一,身兼分解者、病原體和共生體的多重角色,亦是全球碳循環的重要生物組成部分。這是何以真菌對人類生活和生態系統功能都有莫大影響。為了人類的可持續發展,我們實在需要準確地了解它們如何在自然和合成群落中相互作用,如能善用其特性,將它們用於工業、能源和氣候管理方面,將對人類有莫大裨益。這些,我會在書中第九和十章細談到。

2008年,研究了真菌40多年,一直積極向大眾推廣蘑菇培植的保羅·斯塔梅茨(Paul Stamets),便在TED Talk發表了「真菌拯救世界的六種方法」的講座。(TED Talk截圖)
2008年,研究了真菌40多年,一直積極向大眾推廣蘑菇培植的保羅斯塔梅茨(Paul Stamets),便在TED Talk發表了「真菌拯救世界的六種方法」的講座。(TED Talk截圖)

真菌培植的民間運動

真菌的無限潛能,甚至也早已不僅是學術圈內的離地討論。事實上,在一班真菌愛好者的積極推動之下,真菌近年在歐美可是掀起了熱潮,蔚為社會現象。2008年,研究了真菌40多年,一直積極向大眾推廣蘑菇培植的保羅·斯塔梅茨(Paul Stamets),便在TED Talk發表了「真菌拯救世界的六種方法」的講座。講座在十多年內賺得超過800萬點擊率,可謂將真菌帶到了公眾視野。在我看來,斯塔梅茨的演說方式,或者是有點將真菌英雄化,將它們說成是可以拯救世界的救星,這敘事方法相當具美國荷里活特色。但他的演說內容,乃是建基於紮實研究和觀察,是以亦不可隨便抹殺他的發現和觀點。但與其說斯塔梅茨重視的是研究,不如說他更重視應用,而且很成功。斯塔梅茨號召所有人自己在家DIY栽培真菌,透過培植食用菌種,將被人類棄置的咖啡渣、豆渣、木屑等廢棄物,轉化為食物。正因其方法簡單而成熟,一般人都可執行,帶起了無數人對培植真菌的熱誠。

至2006年,亦算是同一脈絡的彼得·麥考伊(Peter McCoy)再成立了激進真菌學(Radical Mycology)組織,他的目標是創造一個「大家的真菌學運動」,訓練一班無國界激進真菌學家,分享真菌應用技術,讓大眾發掘人類與真菌合作的新方式。在這想像底下,知識就像菌絲一樣擴散開去,一傳十、十傳百、百傳千。的而且確,在這兩人的感染之下,對菇類討論有興趣的生態愛好者、有意應用創科生物材料的設計師、推廣使用咖啡渣來種菇的環保人士 、必須學點植物病理常識的樹藝師、園藝師及農夫,都共同參與到這場民間運動當中。這班業餘研究者的力量,雖然不及科學界嚴謹,但他們的行動力非常高,補充了不少科學家在學院面對的限制。

後來在2019年,Netflix有一套講述真菌的紀錄片Fantastic Fungi,由對真菌甚為狂熱的著名導演路易斯·史瓦茲斯伯格(Louie Schwartzberg)所執導。紀錄片結合了縮時攝影、電腦合成影像和訪問,不單視覺上引人入勝,更概述了真菌的生長,在環境的角色及多種用途。斯塔梅茨亦是片中其中一位受訪者。紀錄片後來成為Netflix上的推介作品,廣受關注,甚至傳到來香港。去年在香港關注真菌的網絡社群上,便有熱烈討論。

真菌學至今仍像是一個「被忽略的孤兒」。(Wikimedia Commons)
真菌學至今仍像是一個「被忽略的孤兒」。(Wikimedia Commons)

真菌是被忽略的超級科學

可惜的是,即或如此,真菌學至今仍像是一個「被忽略的孤兒」。過去30年間,不少科學家以分子生物學推算,認為全球的真菌品種應該在350至510萬之間,這數目比早期真菌研究的殿堂級學者霍斯維夫教授(David Hawksworth)在1991年估算的150萬種為多。然而我們現在已發現和描述的真菌,其實只有大概16萬種,即佔當中的百分之三至五。換言之,真菌不單經常被大眾排除在認知範圍中,甚至更在人類的知識地圖以外,許多品種甚至從未被命名。在聯合國教科文組織認可的科學類別裏,真菌學甚至不曾作為一個單獨學科出現,只常被歸納於「植物學」之下。而且在世界上真菌學者亦非常稀有,政府或非政府的相關職位欠缺,大學也甚少聘請真菌學者。認真研究真菌的學者出路悲慘,以致這個領域乏人問津。

可是,就這16萬種中,科學家已漸漸發現它們可能是驅動人類未來生活的良方,可以是疾病的解藥、糧食危機的解決辦法,讓農作物生產量有所突破,幫助處理廢物問題、資源能源問題等等。真菌把我們推進許多疑問的界限,而且都能一次又一次的衝破。借用霍斯維夫教授的說法,真菌學可謂是「被忽略的超級科學」(A Neglected Megascience)。

研究真菌學20多載,我非常希望政府認同這個學科的重要性,大力支持基礎研究,讓菌物學產業化,探索及開拓真菌的無限可能。惟要邁向人類與真菌的共同未來,面向公眾的科普教育同樣必不可少,是以我亦一直從事教學工作,多次受訪,持續舉辦菇菌考察團。今次著書,是我繼續踐行科普教育的嘗試。環視科學界,至今仍然未有廣泛討論真菌在地球演化歷史中的角色,過去二三十年只有零碎研究和假說;離開學院,在華文界的公共視野當中,關於真菌的書籍更是缺乏,僅有的內地或台灣菇類科普書籍,大多數都是以野外觀察為主軸、附以圖鑑的工具書 ,都未能把真菌的應用與大眾連結在一起。是以在此書中,我嘗試大膽地以多角度整理資料,期望為讀者呈現一個新的格局和思考。

期望透過真菌這道窗口,我們可以更好地明白自己的過去,認識生存於這地球的同伴,同時可以在這地球上,創造有益於人類與真菌的共同未來。

原刊於《開拓人類與真菌的共同未來》,本社獲三聯書店(香港)授權轉載。

新書簡介:

書名:《開拓人類與真菌的共同未來》
作者:鄧銘澤
繪者:潘鑽霞
出版社:三聯書店(香港)
出版日期:2023年7月

作者簡介:

鄧銘澤,植物學碩士、真菌學博士及註冊樹藝師。現為香港浸會大學持續教育學院樹木管理課程學術統籌,研究植物病理、樹木管理及菇菌多樣性,在學術研究、教育和顧問工作方面擁有20多年經驗。目前是國際褐根病專家小組成員,負責監察全球植物病害的爆發情況。曾接受百多次媒體訪問,發表了50多篇學術文章和專欄,著有科普書籍《一菇一世界:菇菌趣味新知》,並應邀撰寫《香港志:自然資源與生態卷》中的「菌類生物」篇章。

繪者簡介:

潘鑽霞,資深畫家,現為國際當代畫家協會秘書、香港畫家聯會永久會員、香港美術會會員,曾任香港水彩藝術學會副會長;太陽天畫苑創辦人,從事藝術及美術教育工作達50多年。作品自1978年起,曾參與聯展60多次,並於1997年在灣仔藝林畫廊舉辦個人畫展。作品曾刊登於著名藝術雜誌International Artist,並獲香港中文大學、中國封開縣博物館及中外人士收藏。