本文發表在《大眾科學》的前部落格網路中,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
直到最近,人們還認為馬拉色菌只有一個最喜歡的家:我們。作為人類皮膚上的主要真菌,有時也是頭皮屑的病因,酵母馬拉色菌被認為過著簡單甚至有點惱人的家庭生活,卑微地依附於我們分泌的油脂為生。
情況不再是這樣了。感謝過去 10 年科學家的努力,我們發現我們可愛的皮膚真菌實際上是一種世界性的極端微生物,它在你的頭皮上和在深海沉積物、熱液噴口、石珊瑚、龍蝦幼蟲腸道、日本鰻魚腸道和肌肉組織、南極土壤、土壤線蟲的外骨骼以及包括蘭花在內的各種植物根系中都如魚得水,而蘭花以對根系真菌的挑剔而聞名。
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所有這些地方的馬拉色菌的核糖體 DNA 序列(通常用於衡量物種相關性的片段)與在人類身上發現的序列“幾乎相同”。在下面來自今天發表在PLOS Pathogens上的一篇評論的圖中,人類序列是豌豆湯般的黃色,你可以看到它們是如何與海洋環境序列交錯的。右側標有黑色星號的序列與人類“皮膚伴生菌”馬拉色菌限制型的同一性為 99% 或更高。
夏威夷大學馬諾阿分校植物學系的科學家、該評論的作者安東尼·阿門德認為,這表明要麼所有這些真菌只是最近才進化到它們的生態位,要麼這種真菌對地球所能提供的最惡劣的環境具有令人難以置信的耐受性(我賭後者)。他進一步表示,這表明真菌已經多次從陸地遷移到海洋,然後再返回陸地,這種模式令人驚訝地在其他海洋真菌和酵母中並不罕見。真菌可能特別適合這樣做,這要歸功於它們的幾丁質(KI-tin)細胞壁(幾丁質也在一個偉大的進化巧合中被用來製造甲殼類動物和昆蟲的殼),這將保護細胞免受深海的壓力和鹽度的影響。
馬拉色菌透過消化脂肪為生。它們缺乏自行合成脂肪酸的能力,因此依賴於其他生物的工作。事實上,它們的基因組包含不到 5,000 個基因,是仍然能夠自由生活的真菌中最小的基因組之一。在人類身上,它們是健康人和患病者皮膚上最豐富的真菌。自 19 世紀以來,科學家們就知道這種真菌在某些頭皮屑和溼疹病例中起作用,但它也與許多其他人和平共處。
然而,研究這種真菌是很困難的,因為它們依賴於新鮮的優質脂肪酸供應,這使得它們很難在科學家通常用於培養口味不那麼挑剔的真菌的大量生產的實驗室食物中培養。阿門德將從即使是描述充分的人類皮膚生態位中培養這種真菌描述為“一種碰運氣的行為,涉及需要各種專門和奇異脂肪酸的培養基。”
然而,對於這樣一種挑剔的真菌來說,現在看來它在幾乎任何環境中都能生存,除了培養皿。科學家們使用 DNA 條形碼技術,對環境 DNA 的標準化片段進行高突變率取樣(從而繞過在實驗室培養生物體的需要),發現了幾乎無處不在的這些真菌,尤其是馬拉色菌限制型。它們並不特別在意我們的皮膚;它們似乎對幾乎任何皮膚或外層塗層都很滿意,並且除了本帖頂部列出的長列表外,還在圈養海豹、海洋海綿和健康造礁珊瑚菌落的表面上出現。
但它在那裡做什麼呢?馬拉色菌似乎根據具體情況採用一系列攝食策略,從被動地以廢物(腐生)為食到主動寄生其宿主。它們可能會作為腐生菌等待時機,耐心地等待宿主生病並變得更容易利用,使它們有點像“潛在病原體”。但是,在沒有能力在培養皿中將它們與任何其他生物體隔離的情況下捕獲它們的情況下,弄清楚它們到底在起什麼作用——是疾病的症狀還是疾病的原因——將非常困難,而且到目前為止,還沒有人成功地做到這一點,對於任何海洋馬拉色菌來說。
當我在讀研究生時,僅僅 12 年前,人們甚至不認為海洋中存在真菌,除了偶爾出現的幾塊浮木。現在我們知道真菌在海洋沉積物、海洋動物甚至可能在海水中都很豐富。在這篇評論中,我甚至第一次遇到了“浮游真菌”這個詞。現在是生物學家激動人心的時刻。
鑑於我們最近才發現真菌遍佈海洋,我們對一種似乎普遍主導海洋群落,尤其是如此多生物(無論是動物還是植物,陸地還是深海,熱帶還是極地)表面的真菌知之甚少,也就不足為奇了。阿門德說,馬拉色菌真菌——我直到本週才聽說過——“很可能躋身於地球上分佈最廣泛的真菌之列”。然而,我們最近對這方面的深刻無知——儘管事實上你可能就在此刻在你的皮膚上寄生著這種真菌——突顯了在微生物學和真菌學等領域還有多少探索工作要做,以及還有多少令人興奮的謎團有待解決。我們所要做的就是觀察。

