科學

佛羅里達「暗黑迷幻菇」同時製造裸蓋菇素與毒鵝膏同類毒素

Peter Finch
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生長於佛羅里達州濕地腐爛棕櫚樹幹上的一種小型褐色蘑菇,會製造兩類本不該共存於同一個體內的化學物質。其中一種是裸蓋菇素(psilocybin),也就是迷幻蘑菇中的致幻成分;另一種則是兩種鵝膏毒素(amatoxins),這個毒素家族正是全球多數致命蘑菇中毒事件的元凶。

這個物種名為 Galerina indica,分析它的佛羅里達大學團隊如今將其暱稱為「暗黑迷幻菇」(dark magic mushroom)。它在遭觸碰時也會變藍,而這種變色常被許多人視為迷幻物種的標誌;然而在這種蘑菇身上,這項線索卻與足以摧毀肝臟的毒素家族並存。第一作者安德魯・庫尼克(Andrew Kunik)告訴 Live Science:「在任何地方、任何類群之中,從來沒有已知的蘑菇物種會同時製造這兩者。所以這相當非凡。」

裸蓋菇素與鵝膏毒素各自都出現在數個彼此無關的真菌類群中,原因是兩者的基因都曾透過水平基因轉移在物種間跳躍;在此過程中,DNA 是在生物體之間橫向移動,而非由親代傳給後代。在這項刊於《Current Biology》的研究之前,尚無任何單一物種被發現同時攜帶這兩套生產工具。

為尋找毒菇,卻發現了一種迷幻菇

研究團隊原本想知道,佛羅里達州研究不足的 Galerina 蘑菇之中,是否藏有尚未記錄的致命物種。這個屬本已包含有毒的 Galerina marginata 類群,俗稱「葬禮鐘」(funeral bells);而資深作者馬修・E・史密斯(Matthew E. Smith)是佛羅里達州的真菌學家,當有人可能吃下野生蘑菇時,毒物管制中心與急診醫師都會向他求助。

當時仍是史密斯實驗室大學生的庫尼克,在該大學的奧德威・斯威舍生物研究站(Ordway Swisher Biological Station)記錄真菌時,發現了一件不同尋常的標本。它看起來像常見的 Galerina,卻會染成藍色。研究人員在美國東南部採集了五件 Galerina 標本,其中三件均取自森林濕地中覆滿苔蘚的棕櫚樹幹,皆為 G. indica。據 Live Science 報導,最大的標本也只有約半公分高。

研究團隊以質譜分析法,比對經認證的參考樣本;這項方法會依分子重量進行分類,並將分子打碎以讀取其結構。每一份 G. indica 樣本都含有裸蓋菇素及其近緣物質裸蓋菇鹼(psilocin),另有兩種鵝膏毒素。其中主要的一種是科學界新發現的物質,團隊將其命名為 alpha-proamanitin。它與毒鵝膏菌中的經典致命毒素 alpha-amanitin 完全相同,唯一差異是其組成單元之一少了一個氧氫基。研究中從未檢出 alpha-amanitin 本身。之後,團隊以新鮮組織及化學成分已知的對照蘑菇,重複進行了整套分析。

兩次基因跳躍造就一種蘑菇

為了解這種蘑菇如何獲得雙重武器庫,團隊定序了它的基因組,發現構成標準裸蓋菇素合成路徑的全部五個基因,另有一個緊密的鵝膏毒素基因簇,其排列方式與致命「葬禮鐘」中的基因簇相似。

這兩條路徑述說著不同故事。G. indica 的鵝膏毒素基因與其有毒近親緊密聚類,這顯示鵝膏毒素很久以前僅一次進入 Galerina 屬。裸蓋菇素基因則不與 Galerina 屬中的任何基因聚類。另一種來自密西西比州、尚未命名的 Galerina 會製造裸蓋菇素但不製造鵝膏毒素,而且它的五個基因排列順序與 G. indica 不同。不同的基因順序是分別獲得基因的指紋,因此作者推論,裸蓋菇素基因簇至少曾兩次跳入這個屬。相較於若這些基因從一開始就存在,便需假設約十餘次基因丟失,兩次獨立進入即可在完全不必假設任何丟失的情況下解釋這一模式。

在包含 G. indica 的家族樹分支中,毒素先出現,迷幻成分後來才加入。史密斯告訴 Live Science,裸蓋菇素基因可能約在一千五百五十萬年前進入;庫尼克則指出,它們可能是透過兩次獨立事件進入,時間或許近至六百萬年前。史密斯說:「在同一種蘑菇中發現它們兩者,我從未預期會找到這種情況。我們非常震驚。」

為何變藍測試不再可靠

裸蓋菇素蘑菇受傷後會變藍,是因為裸蓋菇鹼──也就是裸蓋菇素轉化而成的化合物──會在組織受損時形成藍色鏈狀物。採集野生蘑菇的人經常把變藍視為區分迷幻物種與附近生長的有毒相似種的方法。作者寫道,這項線索或許只適用於具有長期人類使用歷史、廣為人知且經栽培的迷幻蘑菇,例如 Psilocybe cubensis,因為 G. indica 同時呈現變藍現象並含有鵝膏毒素。

真正的風險來自這個毒素家族。鵝膏毒素會阻斷 RNA 聚合酶 II,這種酶是每個動物細胞讀取自身基因所必需的;造成的損害將導致器官衰竭。它們引發了多數致命的蘑菇中毒,而毒鵝膏菌 Amanita phalloides 則是最知名的來源。

史密斯在大學發布的新聞稿中說:「這些蘑菇真的很難找到。它們又小又褐,和數百種其他蘑菇物種一樣。即使是受過訓練的專家,也很難將它與其他種類區分開來。」

這項研究尚未解答的問題

第一個尚待解答的問題,是這種暗黑迷幻菇究竟有多危險。Alpha-proamanitin 缺少有助於鵝膏毒素緊扣 RNA 聚合酶 II 的羥基化脯胺酸;在實驗室測試中,缺少這一結構的鵝膏毒素對該酶的阻斷作用較弱。作者寫道,alpha-proamanitin「可能具有較低的生物活性」,但同時強調,缺少該基團的鵝膏毒素仍具有毒性。研究並未在動物身上測試這種蘑菇的毒性,因此其真正的毒力尚未量化。

樣本數量也很少。化學分析僅建立在來自佛羅里達州的三份 G. indica 採集樣本上,基因組分析則只使用其中一份。每個族群是否都攜帶這兩條路徑,仍不得而知。

論文也沒有解釋,為何一種蘑菇會同時製造這兩類化合物。目前最主要的構想是疊加式防禦,類似同時結合多種毒素的馬利筋植物,或經工程改造、帶有兩種殺蟲蛋白的作物;如此一來,已適應其中一種武器的攻擊者,仍會面對另一種。實驗室研究顯示,線蟲與果蠅可以演化出對鵝膏毒素的抗性,而迷幻化合物對線蟲同樣具有毒性。這仍只是一項假說。作者也提出相反的說法:裸蓋菇素的到來,可能減輕了持續製造全效力 alpha-amanitin 的演化壓力。

未參與這項研究的西康乃狄克州立大學真菌生態學家漢娜・雷諾茲(Hannah Reynolds)認為,基因歷史是最引人注目的部分。雷諾茲告訴 Live Science:「這篇論文令人興奮之處,在於看到這兩者同時存在,看到這個基因簇跳進來、重新排列,甚至可能進來了兩次。」

關於暗黑迷幻菇的常見問題

什麼是暗黑迷幻菇?

它是 Galerina indica,一種生長於佛羅里達州濕地、覆滿苔蘚的棕櫚樹幹上的小型褐色蘑菇。佛羅里達大學研究人員證實它是首個已知同時製造裸蓋菇素與鵝膏毒素的物種後,為它取了這個暱稱。

暗黑迷幻菇有毒嗎?

它含有鵝膏毒素,這個毒素家族造成了多數致命蘑菇中毒事件。其主要鵝膏毒素 alpha-proamanitin 的毒性可能弱於毒鵝膏菌中的 alpha-amanitin,但這類鵝膏毒素仍有毒,而這種蘑菇對人類的危險程度尚未經測量。

蘑菇變藍是否代表它是安全的迷幻物種?

不是。變藍源於裸蓋菇鹼,但 G. indica 會變藍,同時也帶有鵝膏毒素。研究作者表示,這項藍色線索可能只適用於 Psilocybe cubensis 等廣為人知的栽培物種。

一種蘑菇如何會同時擁有這兩類化合物?

答案是水平基因轉移。鵝膏毒素基因曾一次進入 Galerina 屬,而裸蓋菇素基因簇則在之後至少兩次從親緣關係遙遠的迷幻真菌跳入。

下一步是什麼

庫尼克最初在 2025 年發現這種蘑菇,團隊於 2026 年 7 月將研究結果以預印本形式發布,而經同儕審查的論文則在 2026 年 11 月 11 日刊登於《Current Biology》。團隊所描述的下一步,是剔除其中一種化合物或另一種化合物的相關基因,並觀察這種蘑菇的生存表現,直接測試各種化學物質在野外的作用。採集並定序更多 Galerina,包含罕見的近親 G. salicicola 與 G. minor,應能顯示裸蓋菇素基因在這條演化支中究竟是一次還是兩次進入。

現為哈佛大學學士後研究員的庫尼克,用一句話概括了這項研究的啟示:「令人興奮的是,有些看似微小且不起眼的真菌,可能隱藏著我們才剛開始理解的非凡化學作用。」

參考文獻:Kunik et al., “The ‘dark magic mushroom’ co-produces amatoxins and psilocybin,” Current Biology, 2026. DOI: 10.1016/j.cub.2026.10.041

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