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第6章 奔向新世界——原始陆地植物

海的女儿——苔藓

《海的女儿》是安徒生童话宝库中的珠矶。那条为了执著地追求梦想中的爱情而舍弃了舒适的环境、丢下了自己的亲人,并且最终失去了永恒生命的美人鱼,是那样的惹人冷爱。

苔藓——本文的主人公,从进化的角度来说也堪称是植物界“海的女儿”,而且,估计比美人鱼还要早了至少几亿年“爬”上陆地。只不过美人鱼“爬”上岸来是为了见到心爱的王子,而苔藓则是为了更好地生存下来。

陆地相对于海洋来说有更为充足的阳光,更加丰富的矿物养分,能够登陆就意味着能够获取更多光能和养料。已经在海水里浸泡了几近30亿年的生物体们虽说对岸上世界早已按捺不住心中的激动,然而,并不是想上岸就能够上岸的。

陆地与海洋相比截然不同的环境—-水分含量的降低、温度变化的不稳定……都是对海洋生物的致命威胁,致使海洋中的生物体需要进一步演化出相应的—套“陆地维持生命系统”才能够适应陆地相对苛刻的环境。

今天我们所见到的苔藓植物,就很可能是“最早登陆者”的后代。

登陆的过程是十分艰苦的。海的女儿要长出一双腿用来走路,而对苔藓的祖先们则需要先行进化出类似于现代植物的根、叶等组织来适应陆地。

海水中的矿物以及有机养分是溶解在水里的,它们弥散在生物体的周围,因而可以直接通过细胞来吸收。而陆地上空气中的养分则少得可怜,根本不足以维持生计,但是大部分此类营养都被埋藏在土地以下,因此需要进化出像针管—样的器官来扎入土中,“吸取”地下的养分;叶是用来进行光合作用的主体部分,就像太阳能板的原理—样,它可以凭借较大的面积更加有效地利用太阳能,以成倍增加供应给植物体的能量。

但是这时所谓的“根”和“叶”并不是现在我们通常所见植物体的根与叶,它们的功能和结构还相当简单,通常只是由少量的细胞组成。而今日我们所知的高等植物的根和叶则是由无数细胞组成了分工不同的多个结构,而这些结构相互之间协作才完成了根和叶的实际功能。苔藓植物的祖先已经具备了现代陆生植物的雏形,因而我们将它们称为最原始的高等植物。

在苔藓的祖先刚刚登陆时,陆地还多是由岩石组成,并没有土壤;许多苔藓植物都能够分泌一种可以缓慢地溶解岩石表面的液体,能使岩石质地改变,更容易转变为微小的颗粒,这便促成了土壤的形成。

土壤的形成对于植物来说意义重大:在较为干燥的环境中,地表的水分极易被蒸发,大量的水分和养分都蕴藏在较深的地下;但是,由岩石组成的地质结构并不利于植物根的伸展。松软的土壤可以使植物的根轻松地伸向地层深处,以便获取更多的营养以利于其生存。所以,苔藓植物也堪称是其他植物踏上地面的开路先锋。

苔藓的根和叶系统结构简单,通常少量细胞构成,而且通常只有一层,因周围环境的阻隔楣对很小,环境中的有质很容易进入到苔藓植物体内,因此苔藓物对环境的反应远比结构复杂的其他高等物敏感,利用这个特点,人们还用苔藓充兰“环境测试剂”,以预防一些轻微的污染。

无论在热带、温带,还是在寒冷的地区都能够生存,甚至在南极洲和格陵兰北部地区都发现了苔藓植物。苔藓植物广泛地分布在森林、沼泽和其他阴湿的地方。在适宜的环境里,它们生长得极为茂盛,有时可以遍布大片的地方,形成广大的苔原。

为了踏足更加美好的世界,苔藓勇敢地登陆了地面。虽然它们依然保留着海洋生活的种种习惯:低矮、喜欢在阴湿环境中成长、没有完善的“管道”将从地表下抽取的养料运送到身体各个部位,甚至没有真正巨大的叶子来进行光合作用……然而它们最终成功地留在了地上,并为后来者创造着更适宜生长的环境。

然而,大气污染、过度的森林采伐、规模浩大的基本建设和其他一些人类活动等,都导致环境发生了巨大的改变,甚至一些环境的改变是不可逆的,这些都极大地影响了苔藓植物的生长。例如,随着园艺、花卉事业的发展,中国泥炭藓属植物被大量开发利用而使泥炭藓资源趋向枯竭。

中圈濒危及稀有的苔藓植物约在36种以上,已证实灭绝的苔藓植物至少有耳坠苔、拟短月藓、闭蒴拟牛毛藓、拟牛毛藓和华湿原藓等5种。或许有一天,苔藓将成为历史,而将它们写入回忆录的正是我们人类自已。

承继先祖的身影——藻苔

学者们通常认为苔藓植物是最早从海洋踏上陆地的生物。最初,他们的立论依据只是建立在苔藓植物原始的生活方式以及比较贴近于海洋的生活环境上面,但是并没有发现外形或功能与原始海洋生物相似的苔藓种类。

一直到1957年,在一次山区植物采集的过程中,日本科学家服部新佐和井上浩偶然发现了一种植物,这种植物高约0.5~1厘米,主要特点为具直立茎和匍匐茎,叶片深裂为2~4个指状裂片,裂片为多细胞组成的圆柱形;颈卵器裸露,单个或4~5个簇生于茎上部的叶腋。多见于1000~4000米左右的高山湿润林地或具土岩面。两位科学家查遍当地的官方植物记录,确认没有该植物的相关记录,他们预感到:一种曾属于史前的,从未进入过人们视线的植物正呈现在他们的面前。这一预感顿时令他们兴奋不已。

它的外形与藻类如此相似,经过两位日本学者的悉心研究,他们一致认为该种植物属于苔藓植物,但同时,它在外观上保留了许多藻类植物的特点,因此将其命名为藻苔。

后来,经过植物细胞学家的研究,发现藻苔细胞内遗传物质数量很少,结构也较为简单,为现知陆生植物中的最低数,由此判断其可能是目前所发现的最原始的苔藓植物,现生的苔藓植物很可能就是直接由藻类植物演化而来——这也将苔藓植物的祖先与藻类紧密联系到一起,为苔藓植物的由来提供了佐证。因此,藻苔类植物的发现被比拟为具有类似银杏和水杉等“活化石”的价值。

随后,这一珍贵的藻苔标本被保存在了纽约植物园中。1861年植物学家米滕将其命名,并认为它是属于苔藓植物中地钱类植物。

1963年格罗莱经过细心考证,推翻了米滕的结论。格罗莱认为这种植物其实是藻苔植物属中的另外一个种,并将其命名为角叶藻苔。

角叶藻苔的发现再次丰富了藻苔类植物来源的考察证据,随着DNA测序及比对技术的产生,人们确认藻苔类植物的DNA序列与藻类植物的DNA序列十分类似,基本上可以确认藻苔是由藻类植物进化而来。

关于藻苔类植物,还有一则非常有趣的轶闻。树懒是一种哺乳动物,生性懒惰,极端嗜睡。树懒很少活动,通常可以趴在树上一动不动睡上一个多月,只有饿极的时候才摘片叶子,嚼那么两口;同时树懒身上长有厚厚的一层毛,这层又厚又潮的毛就成了苔藓类植物生长的绝佳地盘,加上树懒很少活动,苔藓植物很难被抖落掉,因而树懒本身灰白色的毛看上去竟会是绿色,仿佛一层天然的保护色。而生长在树懒身上的苔藓类植物大多数就是藻苔!

在大多数人眼中,苔藓通常是阴湿和肮脏的代名词,没人能够想象苔藓能够在我们的日常生活中起到哪怕一丁点儿作用——除了拿来用在作家笔下的一些场景中:黑暗的城堡掩映在参天大树之间,由于缺少阳光,城堡的墙上爬满了藤蔓植物,而在更为阴暗的角落,则长满了青苔。每当深夜来临,那些阴暗的角落中常常能看到些什么——没有声息,只有一瞬即逝的魅影。苔藓与幽灵鬼怪结缘,或许是苔藓的气味和颜色容易让人产生出与幽灵或死亡有关的联想吧。

其实在现实生活中,苔藓植物除了在文学作品中扮演一些小配角外,同时还在相当多的方面发挥着不可小觑的作用。泥炭藓就是其中一种。

泥炭藓是藓类植物中最原始的分类群,约100种,多生于高山和林地的沼泽中,或有滴水的岩壁下洼地及草丛内。泥炭藓的原丝体呈片状,植物体柔软,高可达数十厘米,并呈垫状生长。茎纤细,单生或稀分枝,表皮细胞及叶细胞大目,无色,有时具水孔和螺纹。叶细胞的水孔和螺纹加厚,间有狭长形的绿色细胞。孢子四分型,呈蒴球形,成熟时为紫黑色,盖裂,由柔弱、透明的假蒴柄自茎顶伸出。

在花卉市场中,我们经常能够看到:一些有经验的花卉经营者常用苔藓(多是泥炭藓)包裹诸如兰花等名贵花卉的根茎,或者将苔藓植物垫在盆底,对花卉进行护根栽培。这是因为泥炭藓具有保湿、保鲜、含水丰富的特点,其茎、叶能够涵养的水分甚至可达到其植物体自身重量的20~25倍,而且,它们在生长过程中还会分泌出酸性溶液,于是,它们自然就成了为那些娇嫩的花卉创造肥沃、透水保湿性能良好的微酸性土壤环境的最佳选择。

有的苗圃在春季和夏秋播种育苗时,用泥炭藓覆盖在播种盆、播种床上,不仅能减少水分蒸发,还能保障育苗所需的水分湿度。尤其是用于嫁接技术时,用泥炭藓包扎接口和环剥的木质部更有利于枝条愈合生根。此外,利用泥炭藓进行育苗繁殖还具有防虫害和抗霉菌污染的效果,使幼苗能生长发育良好。

甚至在第一次世界大战时,由于药棉严重短缺,加拿大、英国、意大利等国曾利用泥炭藓类植物的吸水特性代替棉花制作敷料。

但也正是由于其超凡的吸水性,它在森林地区过分生长往往会给森林带来毁灭性的打击。尤其值得一提的是,由泥炭藓和其他植物长期沉积后形成的泥炭,其1吨的燃料热量相当于0.5吨的煤。

这种貌不惊人的“小家伙”们由于其可观的经济利用价值,越来越受到人们的重视,于是其生存也就如其他的经济植物一样,变得越发举步维艰,在局部地区甚至已经面临绝灭的危险境地。

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