自然科普:川苔草科植物为什么能在湍急的水流中生长?
发布时间:2021-04-19
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  大多数人认为,无论是扎根于土壤,还是寄生于树干,植物健康生长一般都需要一个相对稳定的环境,而生活在急流中的川苔草科植物却是一个例外。那么,这种植物到底是如何在湍急的水流中生长的呢?

  

  图3飞瀑草生长在溪流中有落差的石头上

  在春、夏、秋三个季节,川苔草科植株的根、茎、叶处于营养生长期,会从水中吸收养分,进行光合作用。冬天水位下降,植株进入繁殖期,开出的花小如芝麻,只有1-2毫米大。花的结构能简就简,原本起到保护花蕊、引诱昆虫作用的花瓣和花萼均已退化,致使雄蕊和雌蕊完全赤裸,以最简约的结构完成繁衍后代的使命。

  

  图4飞瀑草的营养枝正在转化为繁殖

  对于川苔草科植物来说,有四条共通的“成长法则”:一是生长在水质干净的河溪里;二是有阳光照射能进行光合作用;三是常年需要急流冲刷;四是在秋冬旱季能露出水面开花结果。

  以飞瀑草为例,飞瀑草的名称会让人顾名思义地以为它生长在瀑布下,其实在溪流中的石头上更容易找到它。这种植物的根扁平狭长,绿色带红,宽0.5-3毫米,通常会分枝交织成网状,借吸器紧贴在水中的石头上。

  

  图5飞瀑草的结构

  夏天,飞瀑草根部的结节上有极短的营养枝,上面长着一簇线形的叶子。秋冬季节,飞瀑草逐渐露出水面,结节上长出繁殖枝,高约2-3毫米,基部有几枚指状分裂的叶片,托举着枝顶上单生的花。飞瀑草的花从佛焰苞中长出,花瓣和花萼退化为两枚1毫米长的花被片,位于花丝的两侧。子房圆球状,直径约1毫米,柱头开叉;唯一的雄蕊从子房基部长出,花药弯向柱头。授粉后子房发育为圆形的蒴果,每个果实有数十颗微小的种子。

  

  图6飞瀑草的果实

  

  图7川藻属的结构

  

  图8川藻属的茎叶在水中摇曳

  

  图9川藻属的花蕾长出来后茎叶脱落

  与之相似的还有川藻属植物,它们都是依靠根毛状的吸器贴在石头上进行生长的,它有明显的茎,茎上长有很多细小的叶片,排成三列。花着生于茎的基部第一片叶腋处,花蕾长成时,茎叶会脱落。

  

  图10水石衣的结构

  另一种特别的川苔草科植物是水石衣。水石衣的根整体呈绿色,可以进行光合作用,它呈片状紧贴在溪流中的石头上,宽度可达几厘米,形状像地衣,因而得名。

  在夏天的营养生长期,水石衣的根上长出一簇簇线状的叶,长约5毫米。秋天到来的时候,水石衣的根会冒出许多疣状的花蕾,当水位下降,花蕾露出了水面就会开花,先是从佛焰苞伸出两枚雄蕊,然后椭圆形的子房迅速伸长,顶上的柱头叉开,完成授粉。子房授粉后发育成表面突起有多条纵脉的朔果,每个朔果里面有众多的种子。

  简单来说,通过根部的“抓力”在石头上站稳脚跟,吸收流水中的营养物质和进行光合作用来提供生长所需的养分,最后在退水期露出水面繁衍后代,这就是川苔草科植物在急流中生长的奥秘。

  

  图11水石衣的群落

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