【云飞杂记】真菌传之追思

上期关于有氧运动和无氧运动“心率不同”的内容有误，特此更正。心率不同：先了解自己的最大心率。没有心率装备（如运动手表、心律带），可通过“最大心率=220-年龄”这个公式来估算；以30岁的人为例，最大心率为190次/分钟。

如果运动时心率持续在最大心率的60%-85%左右，算是中等强度有氧运动；如果超过85%，属于高强度无氧运动。对于新手，即便在举铁或者做自重训练，如果重量不到位或者发力不到位，心率没有提上去，那么就不算是无氧运动。

滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄。——杨慎

1888年，应《自然》杂志和《植物学年鉴》杂志的要求，沃德为德巴里撰写讣告。

健客：等等，在《细菌传》中介绍过，《自然》是世界上最早的科学期刊之一，也是全世界最权威及最有名望的学术期刊之一，于1869年创刊。但是，《植物学年鉴》好像没有听说过。

云飞：《植物学年鉴》于1887年创刊，专注于发表植物科学所有领域的新颖而严谨的研究。该杂志有9位创始人，之前已提到过3位：戴尔、弗朗西斯和沃德。共同的职业经历将9位创始人紧密结合在一起。首要目标是推广所谓的“新植物学”，即基于实验和观察的研究方法，以及对植物功能和作用过程的兴趣。它的灵感主要来自德国植物学家的工作，尤其是维尔茨堡的萨克斯和斯特拉斯堡的德巴里。几乎所有创始人（除了戴尔）都造访过他们。而戴尔可以说是他那个时代最有影响力的英国植物学家。他跟随赫胥黎推动教育改革，为植物学研究方法革命铺平了道路。

值得一提的是创始人中有一位美国植物学家——法洛由于距离遥远，他没有参与《植物学年鉴》杂志的日常管理。法洛出生于马萨诸塞州波士顿。1870年，他获得哈佛大学医学博士学位；1872年，成为第一个前往斯特拉斯堡，在德巴里的指导下学习真菌学的美国人。1874年，法洛回国，任哈佛大学植物学助理教授。1879年，升任哈佛大学隐花植物学教授，转而从事真菌学研究，被称为美国隐花植物学之父。1899年，他担任美国博物学家协会主席；1904年，任美国国家科学院院长；1905年，任美国科学促进会主席；1911年，任美国植物学会主席。1918年，康奈尔大学植物学系主任阿特金森教授当选美国国家科学院院士，推荐人名单中就有法洛。

健客：怎么一下子跳到美国了？

云飞：接下来美国将成为世界科学中心，而且这一分支对中国真菌学发展将起到重要作用，后面慢慢聊。

健客：隐花植物是什么意思？

云飞：隐花植物是一种广义上的植物或类植物生物，通过孢子繁殖，没有花或种子，意思是“隐藏的繁殖”。有一段时间，隐花植物被认为是植物界的一个类群。林奈将植物界分为24纲，其中之一是隐花植物纲，其下分为四个目：藻类、苔藓、蕨类和真菌。之后，植物学家对地衣有所研究，使得隐花植物包含五类：藻类、苔藓、蕨类、真菌和地衣。随着生物学发展，隐花植物下属的真菌已经从植物界中独立出来，单独列为真菌界，藻类中很多已划分出植物界，比如蓝藻被划入细菌，地衣被发现属于真菌和藻类或者真菌和细菌的共生系统，这使得“隐花植物”已经不再适用于分类学。

回到1888年，沃德在《植物学年鉴》上发表《论百合病》，该论文描述真菌菌丝顶端分泌一种纤维素溶解酶，使其能够刺穿宿主的细胞壁。病原真菌利用酶攻击植物是对感染机制的重大发现。

健客：酶还有攻击性啊？

云飞：沃德发现了两种攻击模式：一是生物营养型病原体，菌丝释放的酶使其尖端长入细胞壁，对宿主造成的破坏较小，如锈病。二是坏死营养型病原体，菌丝释放的酶破坏宿主细胞，菌丝快速生长，同时杀死宿主，如晚疫病。

健客：我听说酵素和酶有点像，不太明白，能讲讲吗？

云飞：让我们从18世纪的斯帕兰扎尼说起吧。他是意大利天主教神父、生物学家和生理学家，做出了很多重要贡献。他提出微生物会在空气中移动，并且可以通过煮沸杀死它们，为巴斯德推翻自然发生理论奠定了基础。为了研究消化生理，他不仅设计了各种动物实验，而且不惜在自己身上进行耐力极限试验，多次吞下装有食物的亚麻袋或木管，待食物在胃中消化一段时间，再在不同的时间段将其像收回放飞的风筝一样，从喉咙拽出来，观察食物的命运。通过在空腹时诱导自己呕吐来获取胃液样本。他得出结论：消化的基本因素是“胃液”的溶解性。研磨只会使食物颗粒更容易接触到这种汁液。在没有砂囊的动物中，咀嚼代替了研磨。消化过程与腐败无关；胃液具有很强的抗腐作用。

相当长一段时间，消化生理有两种相互竞争的理论。一方面，有人认为消化是机械性的，食物实际上是在胃中被磨碎的。而另一方面，也有人相信这是化学性的，食物应该是被某种胃液溶解在胃中。但因缺少实验，科学家仍未搞清楚胃里的酸性液体是胃分泌的，还是食物发酵后产生的。另外，既然胃很容易就能把食物消化掉，为什么胃不会消化掉它自己呢？这些问题，统统在马丁的胃里找到了答案。他来自加拿大，是美国皮草公司的船夫。1822年6月6日，马丁的船停靠在密歇根州麦基诺岛的一处贸易站。岂料，附近有人檫枪走火，而倒霉的马丁就站在那儿，直接被猎枪近距离射中。这是一个令人毛骨悚然场面，他的左侧肋骨断裂，胸腔与腹腔之间被撕开了拳头大小的窟窿。而伤口附近的肺和胃，都被子弹烧焦。当时，他的胃部已经穿孔，连早上吃的的食物，都混着血水从这个大洞流出。因为离枪口太近的缘故，他连衬衫都被点着了，情况十分危急。看着瘫在地上的马丁，美国医生博蒙特断言：“这个病人很可能活不过36个小时。”但奇迹发生了，马丁活了下来，只是博蒙特用尽浑身解数，都无法让马丁被打穿的胃完全愈合。大约十个月后，形成了一个硬币大小的永久性胃瘘。其胃部的伤口，已经和胸腔外面的伤口粘连在了一起。胃里的内容物可自由地进出体内外，但又不会流到腹腔处腐蚀自身组织器官。此外，胃酸还能对伤口进行消毒，所以不用缝合也不会发炎。只是每次进食时，马丁都要拿纱布、木塞等物件堵住伤口。而在日常生活中，他也得格外小心，因为他一弯腰，胃液就可能会漏出来。现实是残酷的。连进食都成问题的马丁，很快就被解雇了。此外，马丁也并非麦基诺岛的居民，只能被遣返加拿大。

马丁的遭遇，被博蒙特看在了眼里。因担心这名小伙子在遣返的跋涉中死亡，他决定收留马丁。不过，博蒙特更看重的，九州bet手机版-中国有限公司还是这个伤口的价值。在那个年代，如果想要观察一个人的五脏六腑，就必须开膛破肚。但死后的尸体，彻底失去了活力，很难还原人体的生理过程。所以关于胃的知识，一直都模棱两可，不得而知。靠着马丁的胃，博蒙特的实验一路顺风顺水。1825年-1833年，他在马丁身上做了238个实验，得出51条关于消化生理的推论。例如，他证明了胃液中本来就存在着盐酸，由胃分泌，并非食物发酵的产物。而胃还能分泌一种能保护胃壁的粘液，这与胃酸的分泌是两个不同的过程。此外，他也测定了各类食物的消化和排空速率，例如蔬菜比肉类消化更慢，生肉比熟肉消化更慢。值得注意的是，博蒙特认为胃液中除了盐酸之外，必然还有其它物质参与消化。而这也为后来发现胃蛋白酶和脂肪酶等奠定了基础。马丁的胃瘘，也启发了许多生理学家开始在动物身上开瘘口研究消化生理。其中最著名的，便是俄罗斯生理学家巴甫洛夫在狗身上完成的实验。但这一切，都建立在马丁的痛苦之上。其后种种不说也罢，为了纪念马丁，在其坟墓附近的一块牌匾上刻着：他的苦难，成就了全人类。

健客：为什么是在其坟墓附近，而不在其墓地立碑纪念呢？

云飞：唉，因为总是被人觊觎，他死后，家人担心尸体被盗。为了让尸体尽快腐烂，在阳光下曝晒了四天。为了防盗，他被埋葬在一个没有标记的坟墓里。别人的墓地一般只挖6英尺深，马丁的却要挖到8英尺深，并用厚重的岩石压住。直到1962年，他的孙女才肯说出这座坟墓的位置。

1877 年，德国生理学家库尼首次使用“enzyme”来描述从活生物体中分离得到的生物催化剂，意思是“发酵的”或“在酵母中”。日本将其翻译成“酵素”。中国称为“酶”。因此，酵素与酶一开始只是称呼不同，都是指一类物质。中国生物发酵产业协会全国酵素行业专家委员会定义为：以动物、植物和菌类为原材料经微生物发酵制得的含有特定活性成分的产品，即为酵素。

健客：能不能通俗点？

云飞：比如臭鲑鱼、酸菜、泡菜……

健客：感觉有点坑啊！为什么非得把发酵食品称为酵素呢？惹得别人总把它和“酶”混为一谈。

云飞：酵素这个名字是也从日本传过来的，比如纳豆。水果酵素也是19世纪末酶学传入日本的时候，开始出现的。

健客：为什么之前没有水果酵素呢？

云飞：因为水果极易腐败，一般都优先吃掉，没有必要发酵。明治维新后，日本经济得到发展，逐渐就有人把主意打到水果上。于是制作出水果酵素。由于日本的发酵传统，水果酵素很受欢迎。口味酸甜好吃，而且还有很多好处，谁不喜欢呢？

发酵是制造酵素的重要环节。酵素的发酵过程是微生物种群以动物、植物和菌类作为培养基，生长、代谢、转化、分泌、消亡和分解的过程。通过发酵，原料组织受到酶的作用而崩解，原料细胞中的功能性成分得以充分释放，并发生小分子化，更易于消化吸收。同时，微生物的繁殖速度极快，更新换代的周期较短，细菌在大量繁殖的同时也在不断地死亡，死亡的细菌发生自溶，将细胞内的酶、细胞器及各种营养物质散落于酵素中。当然，发酵不仅仅产生酶。

健客：明白了，比如姜汁啤酒，发酵还产生酒精和二氧化碳。

云飞：1897年，德国化学家毕希纳通过石英砂磨碎酵母细胞，制备了不含酵母细胞却能使糖类发酵的提取液，证明是酶引起发酵。因此，他获得1907年诺贝尔化学奖。哈哈，又扯远了。

此后，对酿造、饮用水和光杀菌等研究，使沃德跳出植物病理学范畴，成为应用微生物学的早期倡导者，在此不做赘述。1893年，沃德发表《现代真菌学》一文，介绍德国真菌学家布雷费尔德的工作。布雷费尔德曾是德巴里的助手，在固体培养基、纯培养等微生物学技术上有开创性贡献。据说，他曾帮助慕尼黑啤酒厂解决酸化问题，如果不是他认为自己对医学了解不多，没有对病原细菌进行深入研究，那么德国的巴斯德可能是布雷费尔德，而不是科赫。

在19世纪的六、七十年代，德巴里以性器官的演变来确定真菌间的系统发育关系。布雷费尔德认为德巴里带领许多人，花费了20年的时间，无效地钻在牛角尖里去追踪一个幻想的性器官发展过程。布雷费尔德主张把所有具有明显性器官的真菌归到藻类；至少也应成为与藻类同在一个水平上、平行的一群，例如卵菌。

健客：等等，什么是卵菌？

云飞：还记得土豆晚疫病吗？

健客：当然记得，德巴里将致病菌命名为“致病疫霉”。

云飞：嗯。在分类学上，该菌是卵菌纲、霜霉目、腐霉科、疫霉属之下的物种。

健客：这不是挺清楚嘛，有什么问题吗？

云飞：关于真菌的系统发育，德巴里和布雷费尔德所建立的系统，都是以真菌从藻类演化而来的这一设想作基础。德巴里见到卵菌与无隔藻之间的密切关系，使他决定根据性器官的演变来确定真菌间的系统发育关系。他认为有性生殖存在于一切真菌中，只不过演化到高等真菌时，有性生殖逐渐退化而非消失。布雷费尔德则认为卵菌不是真菌。根据他的看法：一方面藻类演化成无色、缺乏有性生殖的真菌；另一方面演化成有色、有性生殖占优的种子植物。卵菌无色，但存在有性生殖，因此单独归为一类。真是公说公有理，婆说婆有理，沃德也难下定论。

1895年，在弗朗西斯等人支持下，沃德成为剑桥大学植物学教授。1898年，布雷费尔德接替细菌学创始人之一科恩成为布雷斯劳大学植物学教授；同年，布雷费尔德患青光眼，最终失明，但仍在助手协助下坚持科学研究。1906年8月26日，年仅52岁的沃德病逝，有说死于糖尿病，有说积劳成疾所致。戴尔为沃德撰写讣告。1918年11月14日，阿特金森死于那场震惊世界的大流感导致的肺炎，享年64岁。1919年6月3日，法洛辞世，享年75岁。1925年1月2日，布雷费尔德去世，享年85岁。1928年12月23日，戴尔离世，享年85岁。

正是：

滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄。

是非成败转头空。

青山依旧在，几度夕阳红。

白发渔樵江渚上，惯看秋月春风。

一壶浊酒喜相逢。

古今多少事，都付笑谈中。

清明时节，谨以此文追思真菌学先驱。

欲知后事如何，且听下回分解。

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