荒蕪世界的開拓者
生物登陸,即生物由水生到陸生,是地質歷史中生命演化領域的重大事件。早在距今4億多年的奧陶紀,生物登陸的過程就開始了。
苔蘚是最早登上陸地并獨立生活的生物。在生物學上,陸生植物又被稱為有胚植物,其生物體經由受精作用所產生的胚發育而成,且在生命史中經歷孢子體與配子體的世代交替,陸生植物都能獨立在陸地上生活,并能夠進行光合作用。
現代陸生植物包括苔蘚(角苔、苔類和蘚類)、真蕨、裸子植物和被子植物。陸生植物可能是從生活在水體中的藻類所演化而來。值得注意的是,盡管地衣的化石記錄比苔蘚還要早,但在討論陸生植物起源時,往往并不提及地衣,這是因為地衣實際上是若干種菌類和藻類的共生體,不屬于單一而獨立生活的陸生或登陸先驅植物。
植物登上陸地以后,陸地和地球的表層環境逐漸改變,地表堅固的巖石開始形成松軟的土壤,為包括人類在內的所有陸地生物存在奠定基礎。可以說,沒有植物登上陸地,就沒有生命演化的今天。最早的苔蘚類就是地表荒蕪世界的開拓者,在苔蘚類登上陸地之后,又過了大約1億年,陸地世界才迎來了豐富多樣的植物世界與蓬勃發展的陸地生態體系。
目前全世界已知的苔蘚植物超過23000種,中國約有3500種。苔蘚植物的生物多樣性僅次于被子植物,是當之無愧的植物界大家族。然而,苔蘚所受到的關注卻非常少,這可能是因為苔蘚植物體形微小,絕大多數都不超過2厘米高,無花、無種子、無維管束,總是生長在水體豐富或濕度較大的地方,通常呈翠綠色,能監測并指示空氣污染程度,在城市里分布極為有限。
《苔蘚森林》,[美]羅賓·沃爾·基默爾著,孫才真譯,張力審訂,商務印書館2023年7月出版,定價:49元
調用一切感官去觀察
2003年出版的一本關于苔蘚植物的科普暢銷書Gathering Moss: A Natural and Cultural History of Mosses,帶領我們認識了苔蘚植物異常絢麗的微小世界。該書先后于2020年和2023年被翻譯為繁體中文版和簡體中文版,兩個版本的標題有些許差異,分別是《三千分之一的森林》和《苔蘚森林》。
該書作者是美國森林生態學家基默爾,主要從事環境與林業生物學研究。作者在從事森林生態學研究與教學期間,多次帶著學生或與同事一起采集苔蘚植物標本、開展野外觀察,以及做各種實驗、研究工作。這本書記錄了作者對苔蘚的觀察與科研故事。
觀察苔蘚,需要調用我們的一切感官。當我們身處苔蘚的小小世界里,我們仿佛傾聽到來自遠古的聲音,也能夠聆聽到植物世界中龐大的樹木與微小苔蘚之間的喃喃耳語。它們身形嬌小,卻不可替代。它們生活在空氣與巖石或其他介質的交界處,一個薄薄界面層,具有自身獨特的氣候、溫度和濕度條件,界面層的體積就構成了苔蘚的生命世界。
苔蘚缺乏疏導水分的維管組織,是離不開水的變水植物。在干燥缺水時,苔蘚會處于休眠狀態,停止新陳代謝,而當環境中有水時,苔蘚的每一個細胞都開始大量吸收水分,幾秒鐘之內,所有饑渴的細胞都開始膨脹,原本萎蔫的枝與葉會緩緩舒展,筆直地伸向天空,原本的灰色與暗沉也逐漸被染得翠綠,這一變化讓作者興奮不已、滿心享受。
苔蘚是如何繁殖的
苔蘚是植物界的兩棲動物,它的有性繁殖過程離不開水,苔蘚的雄配子在微小的水體中不得不展開艱難而前途未卜的旅程。有的借助繁殖小枝進行無性繁殖,即通過克隆自身完成擴散的使命,甚至配子體會因環境條件的差異而改變性別。
例如,鞭枝曲尾蘚的不同植株相距甚遠,往往一株在林地上,相鄰的另一株卻在一段枯木表面,它們如何繁殖呢?
顯然,風或水力都不能幫助完成這一任務。為了弄清楚鞭枝曲尾蘚的繁殖模式,作者經歷了一系列頗為沮喪的觀察與實驗。他讓森林里的蛞蝓粘上繁殖小枝,結果這些小動物沒跑多遠小枝就脫落了。
然而,在一次野外午餐期間,一只突然闖入、意圖偷吃三明治的花栗鼠讓兩位苔蘚觀察者靈光乍現,甚至高興得咧嘴大笑。他們為花栗鼠安排了專門的賽跑。結果發現,鞭枝曲尾蘚的繁殖小枝居然可以掛在花栗鼠身上,且可被攜帶許久并出入各種環境。
這些觀察與實驗所獲得的科學發現以科學論文的形式發表。而在這本書里,作者所展示的科學觀察背后的故事,也表達了好奇心滿足與求索答案后的興奮與欣喜。
苔蘚的高度雖是熱帶雨林高度的1/3000,但苔蘚世界就是微縮版的雨林。在熱帶雨林中,一個紙杯大小的苔蘚世界里,生活著大約15萬只原生動物、13.2萬只緩步動物、3000只彈尾蟲、800只輪蟲、500只線蟲、400只螨和200只蠅類幼蟲。在這個苔蘚植物作為冠層的微小群落中,有著類似熱帶雨林的美麗與復雜。
苔蘚體現了極簡主義的美,它們不被關注,甘于默默無聞,對各種條件也從不奢求,甚至能適應各種苛刻的環境。光苔,又被稱為“妖精的黃金”,通常在陰暗洞穴里的巖石上可以看到它們微弱的光芒,仿佛是“精靈”或“妖精”留下的寶藏。它們對生命的要求極其簡單,甚至太陽落山之前,從云朵縫隙中灑下的一點點漫射光,就能滿足它們的生存需要。
(作者系中國科學院南京地質古生物研究所研究員)
《中國科學報》(2025-02-28第3版讀書)本文鏈接:苔蘚植物:構筑一個小而美的世界 | 薦書http://www.lensthegame.com/show-11-17933-0.html
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