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苔藓绝技,极限生存!



    苔藓绝技,极限生存!

    寒冷的极地、缺氧的高山、干旱的沙漠、幽暗的洞穴、废气熏蒸的城市公路……在这些地方,种种不利因素限制了很多植物生存,但强悍的苔藓却能大显身手,成为优势物种。苔藓拥有哪些独门秘笈,让它们笑傲植物界呢?

    吸水能力最强的植物

    地球现生的所有植物里,泥炭藓的吸水能力是最强的。一丛泥炭藓,可以锁住自身干重20多倍的水分,效果远超海绵。

    泥炭藓有三重锁水“设计”。首先在细胞层面,它的拟叶有大小两种细胞:小细胞是绿色的,合有叶绿体,是光合作用的主力军,负责生产养分;而大细胞无色中空,细胞壁上有孔,水分可以从小孔进入并储存到大细胞里。其次是植株形态:主茎除上扬的分枝外,还有一些柔弱、下垂的分枝,它们贴近主茎,通过毛细作用(液体的特性,把细吸管插入水中,吸管里的水会自己“吸”上来一些,液面略高于外部水面),水分也能存在分枝与主茎间的狭小空间里。最后是群体生长方式:泥炭藓密集丛生,长成数十厘米厚的“草垫”,植株之间也可以存水。这样的超级吸水能力,让泥炭藓植被层成为陆地上的“水库”——旱季缓慢释放水分,维系着整个环境的生态平衡。

    泥炭藓的吸水特性,让它有时能充当纱布、卫生棉。第一次世界大战期间,泥炭藓曾被当作棉布的替代品敷伤口,因为泥炭藓不仅吸水,还能抑菌。在没有尿不湿的时代,印第安人会在宝宝的摇篮里塞满干泥炭藓,同样泥炭藓也被当作厕纸和女性卫生巾使用。

    超级休眠-复苏能力

    苔藓有超强的休眠-复苏能力。通过降低生理代谢水平,它们可以在极端环境下长期存活。几年前,英国科学家在南极某海岛采集土壤样品,在1米多深的永久冻土层中,发现了混在土里的针叶离齿藓碎片。经过解冻、培养,一个多月后,这些苔藓碎片居然奇迹般地开始生长!放射性碳测定表明,这些苔藓已经被埋了至少1530年之久,在黑暗寒冷的冻土中,待了一千多年依然能“死而复生”——苔藓的生命力着实让人惊叹。

    很多苔藓能在极端干旱、寒冷、炎热的区域生活,都有赖于它们的“变水性”和休眠能力。环境恶劣时,苔藓会进入休眠状态。有些地方旱季漫长,苔藓哪怕看起来已完全枯萎,但它们并没有死掉,而是在休眠(这点与两栖爬行类动物近似)。一旦雨水来临,苔藓就能立刻复苏。比如高山环境常见的虎尾藓,往干瘪蜷缩的植株上喷水,假叶能在数秒之内就展开、绽放出嫩绿色,非常神奇。还有在华南城市马路边常见的卷叶湿地藓,夏天气温动辄超过40℃,路面温度更是高达五六十摄氏度,还要忍受汽车尾气,它们依然可以活得很好。对那些苔藓中的极限生存高手来说,一年365天,哪怕只有十来天适宜生存,它们就能顽强生长、繁衍。

    耐贫瘠耐缺水

    绝大多数高等植物,都需要靠根吸收营养和水分,而苔藓的茎叶可以直接从空气中吸水。就算没有土壤、没有降水的地方,只要清晨凝结少量露水,苔藓就能存活。有些地方施工修路,在山坡上浇筑了近乎垂直的混凝土墙面,没土壤没养分,水分难以保留,其他植物都长不了,但苔藓却能。所以废旧矿区、山路断崖想要修复生态,可以选苔藓作为先锋物种。

    有性繁殖不求人 顺水结合,随风远播

    与普通开花植物一样,苔藓也可以进行有性繁殖。有性繁殖利于促进遗传的多样性,让后代更加健康。

    很多种子植物需要昆虫来授粉,为吸引小虫,它们“发明”出漂亮的花、甘甜的蜜。为了让后代扩散到远方,它们有的让种子带钩刺挂在动物身上,有的提供美味果肉,借助植食动物传播。然而苔藓出现得太早,四五亿年前,陆地上还没有昆虫等动物。所以苔藓只能依靠大自然中风和水的力量。

    受精有水就够了:精子随水漂流、遇到卵子就成。因为苔藓总是集群生活,如果精卵细胞离得不远,植物体表面一层薄薄的水膜就足以胜任,这也是苔藓喜欢阴湿环境的原因之一。后代扩散则只需靠风:苔藓的孢子远比各类植物种子都要微小,随风远飘的距离无上限,可以随着大气环流翻山过海,飘到地球的各个角落,所以有不少种类的苔藓分布区遍及全球。

    无性繁殖花样多 出芽分身,天女散花

    很多植物都可以无性繁殖,园艺中常用的扦插、嫁接等方法,都属于此类。但若无人为干预,自然界中植物的无性繁殖没那么普遍,比如种子植物无性繁殖的比例只有不到5%——通常是从枝叶上长出新植株,或者根部抽出新芽,比如吊兰和落地生根。而苔藓无性繁殖的比例超过50%,且繁殖方式特别多样。

    苔藓全身上下每个部位,都能长出新个体(不同种类的方式不同)。有些可以从假茎、拟叶或假根上长出新的小植株(类似于水螅出芽分裂)。有些种类能长出一个个芽胞:芽胞是一个或一小团细胞,掉落后会“生根发芽”,长成新植株——这个过程有点像动物产卵,芽胞就是一个个小“蛋”。有个极端的例子很有意思:有一种墙藓欧美广布,生在欧洲的植株全部是雌性,而长在北美洲的全是雄性。“牛郎”“织女”被大西洋分隔,但它们各自仅凭无性繁殖延续了一代又一代。

    耐晒耐寒耐强风

    大多数苔藓喜爱阴湿环境,但并不意味着它们只能生在阴暗的角落,很多苔藓并不惧怕阳光暴晒。在青藏高原海拔四五千米、接近雪线的山区,其他植物很少,却常有大片的紫萼藓长在岩石表面。紫萼藓的叶尖是白色的,可以反射高原强烈的阳光。它们非常矮,只高1厘米左右,而且总是密集地长成一片,巴掌大的地方就有成千上万个植株。就像南极的帝企鹅一样,紫萼藓采用抱团取暖的方式抵御强风、寒冷的侵袭,同时也能减少水分蒸发。

    而芦荟藓生长在西北干旱地区的沙漠、戈壁中,它们演化出类似多肉植物的肥厚叶片,用以抵御夏季太阳炙烤并储存水分。

    有人做过“极限实验”,把砂藓放到100℃的环境中24小时,冷却降温之后,它居然依然能生长、发芽。

摘自《青年少年科技与博览》2022.2

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