有種蘑菇的「毒」是「借」來的

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圖1 羅宏繪

誰都知道野生蘑菇可能有毒，不能亂吃。蘑菇中的「毒王」要數鵝膏屬的劇毒蘑菇了，每年都會令許多人喪命。例如，今年伊朗發生了一起因誤食這類蘑菇而導致的中毒事件，造成1000多人中毒。蘑菇中鵝膏的形象在人類文化中最深入人心，隨處可見的帶可愛白點的紅蘑菇（圖1），就是對捕蠅鵝膏生動的描繪（圖2）。

圖2 楊祝良攝

在鵝膏屬中，除了致命的劇毒蘑菇，也包括了許多著名的食用種。歷史記載，凱撒大帝最喜歡吃橙蓋鵝膏，所以這種蘑菇在歐州也叫作凱撒鵝膏。著名的羅馬帝國暴君克勞迪亞斯，就是吃了他妻子準備的一道混有劇毒鵝膏的橙蓋鵝膏而被毒死的。鵝膏在科學上也有重要的貢獻，共有3位諾貝爾獎得主的工作是以鵝膏毒素為研究對象完成的。某些可食用鵝膏和劇毒鵝膏在外觀上極其相似，難以區分，是造成中毒事件的重要原因。那麼，這些劇毒鵝膏又是如何生產毒素的呢？

與青黴生產青黴素一樣，鵝膏也有多個基因組成「毒素生產線」，用於合成最毒的蘑菇毒素「鵝膏毒肽」。不僅鵝膏，人們早在一百多年前就已發現，雖然盔孢傘屬和環柄菇屬的蘑菇與鵝膏親緣關係較遠，好比人與金絲猴的關係，但卻都能合成「鵝膏毒肽」，而鵝膏真正的近親蘑菇們卻沒有這一功能。這讓許多科學家百思不得其解，一時間眾說紛紜。

最近，中國科學院昆明植物研究所的研究團隊為我們揭示了謎底：大大出乎人們的想像，「鵝膏毒肽」並非這幾種蘑菇「原創」，而是從一個無親緣關係的古老蘑菇那裡「借」來的！毒素對蘑菇可是很有用的，可以保護蘑菇不受動物的傷害，這樣它的孢子才能成熟並傳播。居住在同一環境中的生物，可以直接交換基因和DNA，這一過程稱作基因水平轉移。人體中有很多DNA序列是來自病毒的，也是基因水平轉移導致的。這些劇毒蘑菇正是藉助這一方法，將對它們有利的毒素基因「山寨」了一份，加入到自己的基因中去，就好比「草船借箭」，瞬間就把自己武裝了起來！其他生物也許要花費幾萬年才能進化來的技能，這些蘑菇則「得來全不費工夫」。

研究還發現，「借箭」是從環柄菇到盔孢傘再到鵝膏分步驟實現的（圖3）。鵝膏雖然最後才獲得這一毒素合成「秘方」，但卻將這「秘方」發揚光大，踵事增華，進化出了合成新毒素的能力，因此其毒性超過了盔孢傘和環柄菇，成了當之無愧的「毒王」。研究團隊早前證實，劇毒鵝膏大概在恐龍時代就已經出現，可以推測「借」基因給鵝膏的古老物種存在的時間更早。如果這些劇毒蘑菇在白堊紀甚至更早就演化出這一「毒素生產線」，那麼它們極有可能曾經毒死過某些大型動物。據推測，最古老的產鵝膏毒肽的蘑菇在進化的歷史長河中已經消失了，但這一「毒素生產線」在鵝膏、盔孢傘和環柄菇中得以保留，並在後代中傳遞下去，形成獨特的進化機制，幫助其適應了環境，生存並繁衍下去。

圖3 羅宏 攝、繪 （盔孢傘由 Michael G. Wood攝）

人類自古就有採集蘑菇的習俗，人口增加等因素導致這類活動日益頻繁，對於蘑菇生存的威脅與日俱增。人們對劇毒鵝膏的敬畏，相對於美味蘑菇的大量採集食用，也許無形中形成了一種自然選擇壓，加強了劇毒蘑菇的生存與競爭能力，這可能是導致近年劇毒鵝膏入侵多地，造成中毒事件頻發的一個重要原因。如果人類的活動賦予了劇毒鵝膏生存的優勢，大概可以說鵝膏毒肽產生了新的生物學功能，即防止人類的採集破壞，所以鵝膏毒肽的作用靶標在漫長的進化歷程中也悄悄發生了擴大與轉變。目前這還僅僅是一種假說，鵝膏毒肽的生態功能還要進行不斷研究才能揭秘。

作者：羅宏

來源：中國科學院昆明植物研究所

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