地球上最远古的植物(地球最古老植物)
各种地衣和苔藓生长在粗糙的树皮和裸露的岩石上, 呈现出灰绿、橙黄等多种颜色的片片斑痕,在维系地球生态平衡方面发挥着举足轻重的作用。
地衣是地球上最古老的植物之一,同时也是一种非常特殊的低等植物,是藻类和菌类的共生体。
地衣是藻类和菌类相依为命的共生体,共生的藻类主要是蓝藻和绿藻。尽管两种构成物的关系纷繁复杂,但分工却很明确:藻类含有叶绿素,能进行光合作用,为整个地衣制造养分;真菌则吸收外界的水分和无机盐提供给藻类,使藻体保持一定的湿度和得到光合作用所需的原料。地衣的形态多种多样,有的看上去像平整的硬皮,有的则显得坑坑洼洼的,有的有龟裂的表面,在温带森林中甚至还有地衣长成纤维状,就像巫婆的头发一样从树上垂下来。
上万年的进化使地衣具有非常强的适应能力,甚至能适应南极洲那种极端寒冷、干旱和日照极少的环境。地衣作为南极洲种类最多、分布最广的土著植物,主要分布在南极大陆的沿海地带和岛礁的岩石上。地衣靠孢子繁殖后代,在极短的南极夏季中完成其生长发育过程。不过,地衣的生长速度十分缓慢,大约每100 年才生长1 毫米。因此,一株10厘米高的地衣,其寿命可达1 万年。
地衣用途很广。中世纪时期,有人从一种地衣中提取出紫色染料,一度在时尚工业掀起轩然大波。在那之前,人们只能通过提取海蜗牛身体中的某种腺体得到紫色染料,而且这样的提取方法每次都会导致大量海蜗牛死去。当紫色染料的原料由常见的地衣取而代之后,紫色便迅速成为大众追捧的色彩。直到近代,紫色染料才逐渐被人工合成的苯胺化合物所取代。地衣除能制成各种染料外,还能制成化学指示剂,如试验酸碱性的石蕊试纸就是地衣制品。
地衣中的石蕊,丛生在北极苔原的岩石表面或冰雪中,是寒带动物驯鹿的重要饲料,故又被称作“驯鹿苔”。
我国和日本有一种珍贵的食品——石耳,就是生长在悬崖绝壁上的一种地衣。很多种类的地衣还是世界各国土产食品的原料。冰岛人把地衣粉加在面包、粥或牛奶中吃。法国人用地衣制作巧克力糖和粉粒。有的国家还用地衣制酒。从地衣中还可以提炼芳精油。近年来,科学家还从地衣中发现了抗菌素和抗癌化学物质。
地衣被称作“植物界的白蚁”,既可促成土壤中多种营养物质的提取和再循环,又能把各种石块弄碎变成土壤供其他植物生根。
地衣能够迅速感知周边被污染的环境。一旦环境恶化,地衣中的藻类会迅速死去,剩下的真菌会因无法照料自己而随之死去。种类不同的地衣对或重或轻的环境污染的敏感程度不同,因此它们在某个地区的去留可以在一定程度上反映出当地的环境质量。
苔藓是最早登陆的绿色植物,被认为是陆生高等植物中最原始、最简单的类群。
苔藓在探索陆生植物的起源与演化等方面具有不可替代的重要地位。苔藓是生活在潮湿地表、长有微小叶片的丛生植物,能增强土壤的凝聚性和保持土壤的潮湿度。大多数苔藓都比较脆弱,通常紧贴着地表生长,不过有些种类的苔藓可以长到30 多厘米,外观接近比它们更高级的开花植物。苔藓本身没有输送水分的导管系统,但长有1 厘米左右的茎,能通过毛细作用(借助水本身具有的强大表面张力)将水从地表吸起。
苔藓是花园里常见的植物,它可以减少植物周边的水分蒸发,帮助稳固土壤,还可以增强土壤的蓄水能力,进而增加植物生长环境的潮湿程度。此外,它还是新生植物出现的先兆。苔藓本身可以加速土壤营养物质的再循环,进而使土壤的肥力增强。在遭遇草类等其他植物的强力竞争时,苔藓往往选择主动退出原来的地盘另觅新居。
在自然界,苔藓植物往往与地衣为伴,因此,两者容易被人们混淆。实际上,苔藓植物有根、茎、叶的初步分化,属于高等绿色植物。由于它产生孢子,被称为孢子植物。而地衣则无真正根、茎、叶的分化。它不仅在进化上比苔藓植物原始,更重要的是,它并不是单一的植物有机体,而是由真菌和藻类共生的复合生物体。在形态、解剖、生理、化学及分布方面,地衣既不同于自由生活的真菌,又有别于自由生活的藻类。
地衣和苔藓几乎可以在任何地方安营扎寨。不过,它们还是更喜欢潮湿的环境——只要有水,它们就可以开心地生活。通常,森林是最容易看到地衣和苔藓的地方,但有时这些小生物也可能出现在墓地、电线杆上、路边或废弃的车辆上。地衣大多生活在热带雨林和温带森林地带,苔藓则广泛分布在溪流沿岸、湿地等潮湿或有水的地方。唯一没有地衣和苔藓的地方是繁华都市的中心地带。尽管它们已经逐渐具备了适应化学物质污染的能力,却无法抵挡出现在城市中心种类繁多且程度不一的多重污染。
全世界的地衣和苔藓的种类达到5000 种左右,多数情况下它们相互重叠着贴地生长。每年冬季快结束的时候,许多地方都会有大量的地衣和苔藓出现。
地衣和苔藓的生命力非常强,它们几乎可以在任何地方安营扎寨。唯一不见它们身影的地方是——繁华都市的中心地带。
无论地衣还是苔藓,都可以通过无性繁殖和有性繁殖两种方式实现物种的延续。
每逢初春时节,紧贴地表的苔藓会竖起制造孢子的茎状物。由于孢子非常微小,风起时它们就被带到数千千米以外的地方开始新的生活。
地衣的有性繁殖只能依靠共生其间的真菌。它生成的孢子十分微小,每一次起风都会被大量带入空中。地衣的无性繁殖既可以通过地衣碎片继续生长,也可以通过增加真菌包裹下的藻类细胞生成来实现。相对于有性繁殖而言,整个无性繁殖过程更突出了真菌和藻类的共生关系的重建。这些小碎片有的是通过风、雨等自然力带到别处,有的则是借助从地衣表面爬行的蜗牛或其他昆虫的力量迁移到新的定居点。
目前,地衣和苔藓面临的威胁不少。过度的石料采集给生长在岩石表面的地衣和苔藓造成了最直接的伤害,而肆意践踏、火灾、道路(特别是路边)清扫等,也在相当程度上给它们的生存带来困扰,由气候变化、臭氧层破坏等引起的生活环境的改变更是不可忽视的因素。专家指出,地衣对环境的变化非常敏感,由于它本身由处于均衡状态的两类物质构成,一旦一方压倒另一方,这种共生关系就会被破坏。此外,气候的变化(如气温升高、降雨减少等)对地衣和苔藓的影响也比对其他植物的影响要显著得多。有科学家发现,过量紫外线可能影响苔藓的DNA 排列,进而对这个物种构成潜在威胁。因此,通过研究某些苔藓,科学家可以了解臭氧空洞所造成的紫外线增强对地球生物的影响。
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