自然科普:苔藓是什么?
来源:新浪科技
发布时间:2021-05-06
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  苔类植物和藓类植物统称为苔藓。它们构成了一片片美丽的微观“森林”,但由于体型迷你、又没有鲜艳的花朵,常常为人所忽视。然而从进化的角度来看,恰恰是苔藓的这些特征,使其显得格外有趣。

  “苔藓有着一套迷人而复杂的生物学机制,”史密森尼热带研究所助理研究员胡安•卡洛斯•维拉瑞尔指出,“尽管个头很小,但这些植物为了成功存活而做出的进化调整着实有趣。”

  苔藓在环境中的作用也很重要:它们长在肥沃的土壤上,吸收养分和水分,再将其缓缓释放到生态系统中,从而促进土壤的形成、让更多的植物得以生长。

  然而,我们对苔藓还有许多不甚明了之处,尤其是在苔藓较为稀少、因而相关研究也较少的热带地区。目前,科学家对研究热带地区苔藓的兴趣正在逐渐增加,希望能进一步弄清它们的进化过程、以及它们在该地区生物多样性中扮演的角色。

  “每个物种在自然界中都有自己的角色,”维拉瑞尔补充道,“而且每个新物种的发现都说明,我们需要对生物多样性加以关注。我们需要弄清楚,究竟有多少物种的生态功能是我们必须去了解的。”

  苔藓是什么? 

  苔藓是地衣、苔类植物和藓类植物的非正式统称。它们属于非维管植物,没有根部或维管组织,而是通过表面(即叶片)吸收空气中的水分和养分。大多数苔藓只能长到几厘米高。此外,由于苔藓没有根部,它们可以生长在其它植物无法生存之处,比如砖块、墙壁、人行道表面等等。苔藓植物喜欢潮湿阴暗的环境,但它们的栖息地其实十分丰富多样、有些甚至颇为极端,从沙漠到极地,都能找到它们的身影。全球总共约有11000种地衣、7000种苔类植物、以及220种藓类植物。

  此外,苔藓植物不属于开花植物,因此通过孢子、而非种子进行繁殖。

  “它们可以产生成千上万、甚至成百上千万个孢子,然后以风为媒介,将孢子散播出去。”维拉瑞尔解释道,“有些种类的散播能力简直惊人,孢子甚至能飘到其他国家和大洲。”

  很久以来,科学家一直将苔藓视为现存生物中与最早的陆生植物关系最近的“近亲”,其祖先可以追溯到5亿年前。然而,近年来的一些研究提出了另一种不同的假说。不过这种假说同样没有低估苔藓的进化潜力。

  “苔藓可以帮助我们了解地球上最早的植物在占领陆地环境的过程中、是怎样做出调整适应的。”史密森尼热带研究所科学家、植物系统学专家诺丽丝•萨拉扎•艾伦指出。

  “不过,所有现存的苔藓种类都是最近才出现的,说明许多苔藓在进化过程中都消失了,它们的后代又经历了进一步演化,才形成了如今多样化的局面。”维拉瑞尔表示,“现存的苔藓种类有着极其丰富的遗传多样性,还拥有巨大、但仍不为人所知的进化潜力,在热带地区尤其如此。”

  诺丽丝•萨拉扎•艾伦是少数专注于研究巴拿马地区苔藓植物多样性的科学家之一。当她还在纽约州立大学攻读硕士学位时,从和她的教授之一(一名苔藓专家)的交流中获得了启发,就此进入了苔藓植物学领域。

  “我当时并不了解这些植物,所以我觉得研究它们应该很有趣。”

  无独有偶,维拉瑞尔博士也是受到了一个人的启发,才进入苔藓植物学领域的:这个人便是诺丽丝•萨拉扎•艾伦教授。

  “她在我本科时带我走进了藓类植物的世界,”他回忆道,“后来我在攻读硕士、博士和博士后学位时,都选择了研究藓类植物。这种植物涉及的生物学简直太奇妙了!”

  除了在萨拉扎•艾伦的指导下、在史密森尼热带研究所担任实习生之外,维拉瑞尔还曾与前者合作研究过植物与蓝藻(苔藓可利用蓝藻获取氮元素)在基因组层面上的共生关系。他们希望这项研究可以帮助研发相关基因工具,减少农作物对人造化肥的需求。

  最近,萨拉扎•艾伦在从巴拿马和巴西采集的样本中发现了一种新的地衣品种。去年十月,她和实验室技术人员何塞•古蒂诺在期刊《Phytokeys》上发表了一篇题为《Octoblepharum peristomiruptum (Octoblepharaceae):一种来自新热带区的新物种》的论文,详细介绍了这项发现。他们在重新分析了400多份应属于另一品种(O。 albidum)的样本之后,才确定了这是一个全新的品种,并将其命名为O。 peristomiruptum。这是萨拉扎•艾伦职业生涯中命名的第四个物种。除此之外,她还命名过三个亚种,并且在其它一些新物种发表时担任过共同作者。

  “每次我们发现一个新物种,它都能帮助我们了解苔藓植物的进化方式、以及过去千百万年来的进化过程。”

  “说到苔藓植物的生物多样性,我们目前还处于‘存货盘点’阶段,”维拉瑞尔补充道,“苔藓的种类识别起来比其它植物要困难得多,而且相关的生理学、生态学以及基因组学研究都很匮乏。”

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