前段时间连绵不断的阴雨天,让作为北方城市代表的西安,空气湿度一度达到80%,着实让人体验了一把南方的感觉。除了给生活带来不便和地质灾害外,行走在西安街道,不管是行道树干上还是地砖、墙砖上,你都会发现长出来了很多绿色的苔藓植物。今天,我们就来认识一下小身材大智慧的它们。
为什么长得都很小?
苔藓广布于除海洋以外的所有环境,全世界有超过两万三千多种,中国也有3000余种。然而,由于苔藓植物“个子”矮小,一般都是几厘米到十几厘米之间,因此人们常常对其视而不见。大家都知道,藻类植物几乎都是生活在水中,植物体不能支撑自己,而苔藓作为第一批登上陆地的植物,勉强可以独自站立,但自身的各个器官却不能适应新的陆地环境,只能将就着在陆地上生活。
苔藓生长所需的营养物质和水分来源与维管植物(包括蕨类植物、裸子植物和被子植物)完全不同,它们不是依靠根来吸收,并通过维管束传输到身体各部位,而是直接通过植物体表面吸收,根仅起到固着的作用,因此它们对是否有土壤、土壤是否肥沃也没什么要求。
根据形态和结构的差异,苔藓植物可分为苔类、藓类和角苔类三大类。一般来说,我们常见的苔藓植物体实际上是它们的配子体,而孢子体只在繁殖季节可见,生存期短暂。孢子体上面长有孢蒴,孢蒴里头会产生孢子,功能类似于植物的种子,它们散播开去,可以起到繁殖的作用。
另一方面,我们都知道,水是生命之源,苔藓没有真正的根,运输系统也只有类似茎的结构来代替,似叶(像种子植物叶片的一种结构)不可能离开地面太远,这导致它个头多矮小。
“三体”脱水人的原型
看过《三体》科幻大作的读者应该都记得,为了应对“乱纪元”,人类采取脱水的形式进入休眠期,等待灾难过后,再用泡水的方式复活,而现实中苔藓就是这样做的。
大概在4亿多年前,地球环境非常恶劣,完全看不到花草、树木,听不到昆虫的鸣叫、鸟儿的歌唱,陆地上一片荒芜。这时最勇敢的植物——苔藓出现了!它们从水生走向陆地,以极其缓慢的速度将陆地环境改良,老的植物体变成土壤,并逐渐肥沃;同时,通过光合作用释放越来越多的氧气,使得大气中的氧气含量逐步增加,更复杂的生物类群逐步演化出来。
之所以能做到这一切,是因为苔藓植物的变水性。变水性是指苔藓植物体内的水分含量和环境的湿度直接关联。比如说环境很干燥,苔藓植物体内的水分就减少;如果下过雨,空气中水分充裕,苔藓植物体内的水分就会马上增多,而且它们从干燥到湿润的转换,最快在几秒钟或者数十秒钟就可以完成。在很缺水的时候,苔藓可以进入休眠的状态,实际上没有死掉。
有性无性都能繁殖
苔藓植物的繁殖通常包括有性生殖和无性繁殖两种方式。一般来说,苔藓植物也分雌雄,雌的植物体和雄的植物体可能是分开的(雌雄异株),也可能是长在一起的(雌雄同株),它们具有不同的生殖器官,分别产生雄配子(精子)和雌配子(卵细胞)。
雄配子是有鞭毛的,以水为媒介,它可以通过游泳的方式找到雌配子,结合受精以后,发育成胚,再长成孢子体。孢子体顶端膨大的部分就是孢蒴,孢蒴上面有个开口,开口周围会长出牙齿状的蒴齿,天气干燥时导致孢蒴体积收缩,这时候只要有一点点微风、或者一丁点外力,孢子就会受挤压并借助于蒴齿的收缩释放出来。待落到合适的地方,又可以萌发,经过原丝体阶段长成新的植物体,然后开始一个新的循环。
如果有性的方式做不到的话,就通过无性繁殖的方式来繁衍下一代。简单来说,就是不需要经过雌配子和雄配子的结合,而是通过类似于克隆的方式,由母体的一部分或者是通过母体特化产生的繁殖体,来繁衍下一代。非常有意思的是,越是进行不了有性繁殖的类群,无性繁殖就会越发达,也越容易在恶劣的环境中生存。无性繁殖的后代从遗传上来说是与母体完全一样的东西,它们的相似性比双胞胎还要高,就像是产生了一个备份。和孢子相比,无性繁殖体的形体相对要大,数量较少,所以它们的传播,如果依靠风的力量,只能散布到比较近的地方。还有就是无性繁殖因不涉及雌雄配子的结合,它们的遗传多样性较低。
例如在地砖缝环境中常见的苔藓植物种类叫真藓,它们的母体顶端会长出很多小的繁殖体,行人走过的时候踩到它,繁殖体就可能沾到鞋底,接着往前走,带到新的地方,它们就掉下来;雨水的冲刷也能带来同样的效果。掉下来的繁殖体只要有一点点空间就能够生存下来,再发育成新的植物体。
苔是苔,藓是藓
很多人可能不知道,苔是苔,藓是藓,一般我们所讲的苔藓,是因为不知其是苔还是藓,所以统称之。
苔类:一为有茎与叶的分化,茎不具中轴,叶多为单细胞层,无中肋;一为叶状,由多层细胞所组成,部分属种具中肋,腹面多数着生鳞片。
藓类:有茎与叶的分化。茎直立,稀少分枝,或匍匐而不规则分枝或羽状分枝,组织上仅有中轴与皮部的初步分化。叶呈辐射状排列,多具中肋。叶细胞多边形、方形、六角形或线形,胞壁等厚或不规则加厚、平滑、具疣或乳头。假根由多细胞构成。
身材虽小,苔藓生存的智慧却不低,而且苔藓还有指示作用,不仅能够作为土壤酸碱性的指示植物,也能够监测一个地区大气环境的优良。苔藓营养体也可以繁殖,所以一些种类苔藓分布的地区会有很厚的腐殖层,比如泥炭藓可以用作肥料,可以增加沙土的吸水性,也可以晒干作为燃料。苔藓还可以作为药品,有些苔藓可以用来止血,有些苔藓可用来治疗皮肤病。此外,苔藓还具有很强的保水性,常用作花卉运输的天然保湿材料。而随着大众的审美变化,苔藓也用来制作小盆景。 赵璇/文 宁峰/图