微觀真菌 – 顯微鏡下的真菌世界


圖/黃俞菱提供

黑耳生態照(A)、乾燥標本照(B)、子實層切面(C)、與異擔子(D)

真菌的形態變化大,僅用肉眼可見的外觀並不足以將它們分類,因此微觀特徵便成為傳統真菌分類學上重要的依據,本文藉由幾種常見且外觀容易辨識的真菌,以它們的生態照、乾燥標本照、以及顯微構造照片,來了解真菌學家如何進行真菌的鑑定與研究。

真菌的微觀世界:外觀相似卻各異的驚奇之旅

「真菌」長什麼樣子?大家通常會想到香菇、蘑菇、金針菇等日常生活中的食用菇類,或是腦中浮出了童話和卡通中常見的可愛傘狀菇類造型的影像。然而真菌的形態萬千,常常有外觀相似卻為完全不同種類的物種,所以僅用肉眼可辨識的外觀形態並不足以將它們分門別類。這時候,顯微鏡下的微觀特徵便成為傳統真菌分類學上重要的依據,即使在分子系統支序學發達的現今,有些物種的分類和鑑定仍然必須有微觀形態特徵的支持。博物館的蒐藏庫中藏有數萬份的真菌標本,為了能夠長期保存,絕大部分的標本都是經過低溫烘烤乾燥後才存入庫房,其外觀就像是目前市面上販售的乾香菇或水果乾,已經和新鮮的香菇和水果不盡相同了。因此各位可以想像一下,蒐藏庫中的菇類標本外觀看起來就像是乾燥後的香菇一樣,很難只從外觀辨識種類。真菌學家在研究蒐藏庫或標本館的標本時,當然也無法單憑標本的外觀就知道是什麼物種,所以觀察和比對顯微鏡下標本的微觀特徵,便是進行真菌鑑定和分類研究的重要步驟。對一般民眾來說,顯微鏡的使用和特殊染劑的取得並不容易,本文藉由幾種常見且外觀容易辨識的真菌,以它們的生態照、乾燥標本照,以及顯微構造照片為例,讓大眾可以直接比對新鮮個體和乾燥標本的狀態,並看到平常無法觀察到的微觀特徵,進而了解真菌學家是如何進行真菌的鑑定與研究,並一探真菌的微觀世界。

苔蘚盔孢傘(Galerina hypnorum

在森林中長滿苔蘚的倒木上,常常可以發現這體積小巧可愛的苔蘚盔孢傘。臺灣真菌名錄記載臺灣有 4 種盔孢傘屬的真菌,外觀都是咖啡色的小型傘狀,有些人可能覺得不同種的外觀形態或氣質上仍有些差異而可以辨別,但當你看到如圖右中的乾燥標本時,有信心可以認得出來它是哪一種嗎?這時候就要靠顯微鏡下的細胞形狀特徵作進一步的辨別了。提到微觀特徵,孢子的形狀大小和顏色都是重要的參考依據。苔蘚盔孢傘的孢子為橢圓形、紅褐色、有外層膜,從傘蓋下方的菌褶切片後,可以看到許多擔子,孢子便是從擔子的頂端的擔子梗發育分離出來的。而在菌褶的邊緣有一群形狀特別的細胞,叫做緣囊狀體(cheilocystidium),並不是所有的真菌都有這樣的細胞,但此種細胞的存在與否、形狀大小等,也是鑑定真菌的重要特徵之一,從照片可以看到盔孢傘有許多頭狀的緣囊狀體。此外,菌蓋表皮的細胞構造形態,也是需要觀察的地方,可以看到盔孢傘的表皮菌絲有結晶覆蓋。

苔蘚盔孢傘生態照(A)與乾燥標本照(B)
苔蘚盔孢傘生態照(A)與乾燥標本照(B)。
微觀照:苔蘚盔孢傘的擔子(A)、孢子與緣囊狀體(B)及菌蓋表皮菌絲(C)
微觀照:苔蘚盔孢傘的擔子(A)、孢子與緣囊狀體(B)及菌蓋表皮菌絲(C)。

紅紫柄小菇(Mycena haematopus

另一種也是在森林的腐木上常見的紅紫柄小菇,其實若在野外,此種新鮮的個體非常容易辨識,嬌小的紫紅色的小菇,輕輕地劃開便有紅色汁液流出。但乾燥的標本當然不會流出汁液,如果只看到像圖中那樣的乾燥標本,真的很難判斷它到底是哪種真菌,所以我們也同樣來看看它的微觀構造有什麼特色。首先觀察孢子的形態,會發現紅紫柄小菇的孢子似乎沒有什麼特色,無色橢圓形且表面平滑。但當使用 Melzer’s 染劑染色時,孢子呈現紫色的類澱粉質反應,這是小菇屬真菌的特色之一。菌髓染色後呈現紅褐色的類糊精反應,具有紡錘狀緣囊狀體;在菌褶切面的側邊,也可以看到零星的側囊狀體(pleurocystidium)分布,真菌的囊狀體在不同的部位可能會有不同的形態,是重要的鑑定特徵之一。除了菌褶的微觀特徵,菌傘表皮可以看到小菇屬菇類常見的分枝狀的菌絲。

紅紫柄小菇生態照(A)與乾燥標本照(B)
紅紫柄小菇生態照(A)與乾燥標本照(B)。
微觀照:紅紫柄小菇經Melzer's染劑染色後的菌褶切面與孢子(A)、菌褶側面之囊狀體(B)與菌傘表皮分枝狀菌絲(C)
微觀照:紅紫柄小菇經 Melzer’s 染劑染色後的菌褶切面與孢子(A)、菌褶側面之囊狀體(B)與菌傘表皮分枝狀菌絲(C)。

黑耳(Exidia glandulosa

除了菇類之外,一般食用的木耳、銀耳也是真菌,這類俗稱「耳」類的真菌,通常含有較多的水分和膠質,所以乾燥後標本會縮水不少,如同一般市面上販賣的乾木耳,用水泡開後的樣子才是最接近新鮮木耳的狀態。這裡以黑耳為例,在野外看到這樣膠質黑色腦狀的個體,其實很容易辨識,但從標本外觀真的很難想像它原來的樣子。真菌學家在研究標本時不可能把整個標本浸於水中,所以只能從標本上取極小部分的切片來觀察。此類真菌不僅在外觀形態上與菇類不同,在微觀構造上也有很大的差異。它們沒有菌褶,子實層生長在表面,從切面就可以很清楚的看到有不同於褶菌類的子實層構造,最特別的就是它們的擔子有隔,被稱為異擔子(heterobasidium), D 圖中圓形的細胞便是異擔子,仔細看其細胞中間有縱隔,同樣是產生孢子的細胞,卻和苔蘚盔孢傘的擔子完全不一樣!鑑定此類真菌,便是以子實層分布位置、孢子和擔子的形態和大小等微觀構造為依據。

黑耳生態照(A)、乾燥標本照(B)、子實層切面(C)、與異擔子(D)
黑耳生態照(A)、乾燥標本照(B)、子實層切面(C)、與異擔子(D)。
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