年關將至，相信不少讀者都已經開始準備大掃除了吧！在清理外牆或屋頂時，是否曾遇過這樣的狀況：不論怎麼刷洗，牆面上總會冒出頑強的真菌、藻類、苔蘚，甚至是小樹。遇到這種情形，先別氣餒，因為就連世界上最長的防禦工程——萬里長城，也面臨著同樣的困擾。 就和所有古老建築一樣，長城自明代建造以來，便長期承受各種風化壓力。從塞北的寒風沙礫，到磚牆接縫處滋生的青苔與植被，無不在時間推移下緩慢侵蝕這座古老的城牆。特別是附著在牆面上的苔蘚與微生物，長期以來常被視為造成化學風化的元凶。然而，這樣的認知真的完全正確嗎？ 為了釐清微生物與長城之間的關係，一群由中國、美國等多國學者組成的跨領域研究團隊，展開了一項針對長城生物土壤結皮（biocrust）的研究，並於 2026 年發表於 《Current Biology》期刊。研究團隊沿著長城進行實地調查，涵蓋約 600 公里的區域，並依氣候差異劃分為六個樣區，進一步比較三種不同的微棲地：裸露的夯土牆面、藍綠菌型生物結皮，以及苔蘚型生物結皮。 在調查過程中，研究人員不僅記錄各微棲地的生物覆蓋情形，也分析其土壤的酸鹼值、鹽分、有機質、氮含量、含水量與孔隙度等理化性質。為了深入了解牆面上微生物的組成，研究團隊使用 16S rRNA 定序（分析細菌的標準方法，藍綠菌亦屬其中）以及 ITS 擴增子定序（真菌專屬的 DNA 條碼分析），快速鑑定環境中的微生物類群。 由於環境中的微生物種類極為龐雜，研究團隊並未嘗試將每個樣本鑑定到單一物種，而是將基因序列相似度達 97% 以上的微生物歸為同一個 OTU（操作分類單元），藉此進行後續統計分析。透過 α 多樣性分析，研究人員比較單一微棲地內微生物種類的豐富程度；再透過 β 多樣性分析，評估不同微棲地之間微生物組成的差異。 除了「有哪些微生物」，研究團隊更關心的是「這些微生物在做什麼」。因此，他們進一步進行了宏基因組（metagenomics）功能分析，一次性分析微棲地中所有微生物的基因組成，從各物種的代謝基因，到與環境適應與物種互動相關的功能基因，都能一併納入評估。 研究結果令人意外。即便在環境條件嚴苛的長城牆面上，仍然存在著種類相當豐富的微生物族群。更重要的是，一些過去被認為會加速牆體劣化的苔蘚與藻類結皮，反而展現出潛在的保護效果。分析顯示，這些生物結皮中，氮代謝與有機酸代謝相關的基因表現並不活躍，意味著它們並未顯著促進化學風化；相反地，研究人員在其中檢測到大量與抗氧化、抗乾旱、耐高溫與硫代謝相關的基因，顯示這些微生物可能形成一道天然的防護屏障，協助夯土結構抵禦硫化物酸蝕與劇烈溫差帶來的破壞。 這項發現打破了「生物結皮只會侵蝕建築」的既有觀點，也為古蹟保護與建築維護提供了全新的思路。未來，維護團隊或許不再只是單純清除牆面上的所有生物，而是能透過科學分析，辨識哪些生物結皮具有保護潛力，甚至加以培養與引導，讓它們成為守護古蹟的一員。 最後讓我們拉回熟悉的年終大掃除場景，下一次整理外牆或屋頂時，不妨請各位讀者先觀察一下牆面上的苔蘚與微生物，它們未必只是需要被清除的「髒汙」，也可能正默默替建築承受風雨與時間的考驗。或許在不遠的將來，這些不起眼的小生命，真的能成為維護建築、與人類並肩合作的小幫手。
圖（一）佈滿苔蘚的明長城遺跡，圖片來源：Arian Zwegers，採用 CC BY 2.0 授權。
圖（二）歷代長城分布圖，圖片來源：Maximilian Dörrbecker ，採用 CC BY 2.0 授權。
作者：Rodrigo 參考文獻: Cao, Y., Bowker, M. A., Feng, Y., Delgado-Baquerizo, M., & Xiao, B. (2026). The Great Wall of China harbors a diverse and protective biocrust microbiome. Current Biology, 36(1), 16–27.e4. https://doi.org/10.1016/j.cub.2025.10.087
年關將至，相信不少讀者都已經開始準備大掃除了吧！在清理外牆或屋頂時，是否曾遇過這樣的狀況：不論怎麼刷洗，牆面上總會冒出頑強的真菌、藻類、苔蘚，甚至是小樹。遇到這種情形，先別氣餒，因為就連世界上最長的防禦工程——萬里長城，也面臨著同樣的困擾。 就和所有古老建築一樣，長城自明代建造以來，便長期承受各種風化壓力。從塞北的寒風沙礫，到磚牆接縫處滋生的青苔與植被，無不在時間推移下緩慢侵蝕這座古老的城牆。特別是附著在牆面上的苔蘚與微生物，長期以來常被視為造成化學風化的元凶。然而，這樣的認知真的完全正確嗎？ 為了釐清微生物與長城之間的關係，一群由中國、美國等多國學者組成的跨領域研究團隊，展開了一項針對長城生物土壤結皮（biocrust）的研究，並於 2026 年發表於 《Current Biology》期刊。研究團隊沿著長城進行實地調查，涵蓋約 600 公里的區域，並依氣候差異劃分為六個樣區，進一步比較三種不同的微棲地：裸露的夯土牆面、藍綠菌型生物結皮，以及苔蘚型生物結皮。 在調查過程中，研究人員不僅記錄各微棲地的生物覆蓋情形，也分析其土壤的酸鹼值、鹽分、有機質、氮含量、含水量與孔隙度等理化性質。為了深入了解牆面上微生物的組成，研究團隊使用 16S rRNA 定序（分析細菌的標準方法，藍綠菌亦屬其中）以及 ITS 擴增子定序（真菌專屬的 DNA 條碼分析），快速鑑定環境中的微生物類群。 由於環境中的微生物種類極為龐雜，研究團隊並未嘗試將每個樣本鑑定到單一物種，而是將基因序列相似度達 97% 以上的微生物歸為同一個 OTU（操作分類單元），藉此進行後續統計分析。透過 α 多樣性分析，研究人員比較單一微棲地內微生物種類的豐富程度；再透過 β 多樣性分析，評估不同微棲地之間微生物組成的差異。 除了「有哪些微生物」，研究團隊更關心的是「這些微生物在做什麼」。因此，他們進一步進行了宏基因組（metagenomics）功能分析，一次性分析微棲地中所有微生物的基因組成，從各物種的代謝基因，到與環境適應與物種互動相關的功能基因，都能一併納入評估。 研究結果令人意外。即便在環境條件嚴苛的長城牆面上，仍然存在著種類相當豐富的微生物族群。更重要的是，一些過去被認為會加速牆體劣化的苔蘚與藻類結皮，反而展現出潛在的保護效果。分析顯示，這些生物結皮中，氮代謝與有機酸代謝相關的基因表現並不活躍，意味著它們並未顯著促進化學風化；相反地，研究人員在其中檢測到大量與抗氧化、抗乾旱、耐高溫與硫代謝相關的基因，顯示這些微生物可能形成一道天然的防護屏障，協助夯土結構抵禦硫化物酸蝕與劇烈溫差帶來的破壞。 這項發現打破了「生物結皮只會侵蝕建築」的既有觀點，也為古蹟保護與建築維護提供了全新的思路。未來，維護團隊或許不再只是單純清除牆面上的所有生物，而是能透過科學分析，辨識哪些生物結皮具有保護潛力，甚至加以培養與引導，讓它們成為守護古蹟的一員。 最後讓我們拉回熟悉的年終大掃除場景，下一次整理外牆或屋頂時，不妨請各位讀者先觀察一下牆面上的苔蘚與微生物，它們未必只是需要被清除的「髒汙」，也可能正默默替建築承受風雨與時間的考驗。或許在不遠的將來，這些不起眼的小生命，真的能成為維護建築、與人類並肩合作的小幫手。
圖（一）佈滿苔蘚的明長城遺跡，圖片來源：Arian Zwegers，採用 CC BY 2.0 授權。
圖（二）歷代長城分布圖，圖片來源：Maximilian Dörrbecker ，採用 CC BY 2.0 授權。
作者：Rodrigo 參考文獻: Cao, Y., Bowker, M. A., Feng, Y., Delgado-Baquerizo, M., & Xiao, B. (2026). The Great Wall of China harbors a diverse and protective biocrust microbiome. Current Biology, 36(1), 16–27.e4. https://doi.org/10.1016/j.cub.2025.10.087