撰文/武玉東 魏雪苹(中國醫學科學院藥用植物研究所)
說起滿江紅,我們首先想到的往往是詞牌名《滿江紅》,而在自然界中,有一類植物也叫滿江紅,它們是蕨類植物大家族中的成員。縱使終其一生,也不會開出紅勝火的花朵,但其旺盛的生命力絕對能讓大多數植物甘拜下風。可以這麼說,滿江紅是個毫不起眼的龐然大物。
01
上陣父子兵 下水親兄弟
蕨類植物中,滿江紅絕對算得上特立獨行。與眾不同的它們,並不像其他的蕨類植物那樣喜歡生長在土石之上、密林之中,而是鍾情於江湖水泊。滿江紅是滿江紅屬(Azolla)植物的統稱(約9種),是蕨類植物里罕見的漂浮於水面的生物類群,其學名Azolla就是來源於希臘語中的「azo(乾燥)」和「ollyo(殺)」,由二者組合而成,意指這些不起眼的小傢伙們離開水就活不了。
滿江紅(供圖/武玉東)
滿江紅漂浮於水上生長,植物體呈卵形或三角狀,葉小如芝麻,葉片緊密交疊,葉片內的花青素會受外界溫度的影響,由綠色變為紅色或黃色,所以也被稱為紅萍或綠萍。與種子植物不同,滿江紅靠大、小孢子果中的大小孢子進行繁殖。
滿江紅屬原歸屬於滿江紅科,也是該科唯一的屬。後來科學家們發現,滿江紅和另外一種在水中生活的槐葉蘋(Salvinia)應當歸屬於同一個家族。於是,同樣漂浮於水上生活的滿江紅屬和槐葉蘋屬,便共同組成了大約包含了20種蕨類植物的槐葉蘋科。和滿江紅一樣,槐葉蘋屬的學名Salvinia也自有深意,是為紀念17世紀義大利博物學家安東·馬里亞·薩爾維尼(Anton Maria Salvini)而來。
槐葉蘋(供圖/武玉東)
02
農田好夥伴 固氮顯身手
滿江紅看著毫不起眼,但是生長繁殖極為迅猛。有研究顯示,在短短2天之內,滿江紅的生物量便可以翻番,如果條件適宜、沒有任何阻礙,2天之後再2天……很快,原本一小團的滿江紅便會充滿整片水域,成為占領滿江的龐然大物。
和滿江紅一同瘋長、共生的小夥伴是一種叫滿江紅魚腥藻的藍藻。這種藍藻寄生於滿江紅葉片背面的共生腔中,可以吸收空氣中氣態的氮元素,轉化為固態的氮,也就是通常所說的固氮作用。
繁殖迅速加上固氮的本領,滿江紅對農業來說,可以提供非常大的幫助。植物生長需要氮元素,但植物無法直接利用空氣中的氮。擁有固氮的本領,就等同於能源源不斷地從空氣中獲取養料,滿江紅和它的小夥伴滿江紅魚腥藻也就成了「肥料永動機」。
稻農很久之前就發現了它們的本事,將滿江紅引進稻田,不僅實現水稻的增產增收,還能吸附稻田地里的有害物質、凈化水質、減少雜草侵害和害蟲肆虐,滿江紅還能被收集起來做飼料。可謂是,滿江紅上都是寶,種在田裡特別好。
03
關於滿江紅的假說——滿江紅事件
2004年,科研人員從北極冰芯中提取了豐富的滿江紅孢子化石,化石中的植物形態與現代滿江紅相同。於是,科研人員提出了關於滿江紅的假說——滿江紅事件。
5500萬年前,地球表面的二氧化碳和甲烷濃度極高,北冰洋沒有被冰雪覆蓋,還配不上這個「冰」字,只是「北洋」。那裡淡水彙集、水域寬闊、溫度適宜,濃厚的二氧化碳為滿江紅提供了絕佳的生長環境。於是,它在海裏海量繁殖,成了「滿洋紅」。
4900萬年前,滿江紅爆髮式地繁殖、生長、死亡,如此循環往復了80萬年,一代又一代的小小滿江紅讓地球的二氧化碳濃度降低了將近一半,地球溫度也隨之降低。
滿江紅爆髮式繁殖與地球氣溫之間的關係還有待科學家進一步確認,但是它對地球生態環境的積極作用是毋庸置疑的。
本文綜合整理自《知識就是力量》雜誌,原標題《詩意滿江紅 不起眼的龐然大物》,作者武玉東、魏雪苹,有刪改,原創作品轉載請註明來源。