“白日不到处,青春恰自来。苔花如米小,也学牡丹开。”近日,无数人被梁俊老师和山野孩子质朴的歌声感动。袁枚的这首短诗也被人们反复吟咏,细细品读。其实,能如牡丹一般开花的,并不是生物学意义上的苔藓,而是被子植物。真正的苔藓,都没有生物学意义上的花。但你不必因此遗憾,它们的生命并不缺乏热闹或精彩,有的苔藓还有开花植物望尘不及的本领呢,比如:发光,厉害吧?!
地球上有很多会发光的生物,比如夏夜郊野间纷飞的萤火虫,在溶洞中打造出星空效果的发光蕈蚊,在林下点起小夜灯的荧光伞菌,以及深海中千奇百怪的发光鱼类,你可知道,光藓也是其中一员?
可见明显“发光”效应的光藓的生境和群落 (樋口正信 摄影)
试想一下,当我们走进幽暗的洞穴中,忽然看见岩面上一片犹如黄金且混合了祖母绿宝石般闪耀的光斑时,你会有怎样一番浮想联翩的心思。其实,我们是遇到了一种被称为“精灵的金子”的苔藓。其特别之处在于能在幽暗的石缝或洞穴岩壁上洒下少则一抹、多则一片的黄绿荧光,颇为神奇。与俗名相比,其大名却甚为直白——光藓(Schistostega pennata),意为“发光的藓”。
与其他陆生植物相比,苔藓通常更能适应光线较弱的生境,比如林下和沟谷。但还有一些地方光照条件更为苛刻,例如异常昏暗的洞穴入口、岩石裂隙和树基空穴。这些地方不仅草木难生,大部分苔藓也很难存活,但却是光藓的栖息地。当然,光藓也是需要进行光合作用的自养生物。因此,如何最大限度地利用微弱的光线是生死攸关的问题。
光藓群落一般包括生长基质上宿存的原丝体群丛和其上竖立的植物体。植物体不足1厘米高,单薄柔弱,叶整齐排列在茎的两侧,呈扁平的羽毛状;原丝体包括众多排列于同一平面上、略呈透镜状的近球形细胞,以及一些连接其间的柱状细胞。或许你已经猜到,“精灵的金子”并不是光藓的植物体,而是原丝体中的透镜状细胞。
根据苔藓学家的观察,每个近球形透镜状细胞中只有数量不多的叶绿体,它们聚集在细胞中远离入射光的底面。入射光经球面折射,聚焦到叶绿体上,反射光再经球面折射而出。当人的视线与入射光方向一致的时候,便会产生它们在发光的错觉,其实反光才是真。光藓在幽暗环境中演化而成的精妙结构,给人类带来了神秘而梦幻的体验。
显微镜下的光藓原丝体局部,可见“透镜状细胞顶面和内部叶绿体 ( 樋口正信 摄影)
说到这里,大家也许跃跃欲试,向往着一次说走就走的发现之旅,期待亲眼见证光藓的魔幻效应了吧?可惜的是,虽然光藓广布于北半球各大洲的温带地区,却绝非常见。在中国,光藓更是“只在此山中,云深不知处”。
此山即长白山。
1997年,来自加拿大和中国科学院沈阳应用生态研究所的四位苔藓学家在长白山共同开展苔藓植物多样性科考时,在海拔1500米左右暗针叶林下的石缝中首次确认了光藓在我国的分布,迄今尚无其他发现报道。2006年发布的《中国首批濒危苔藓植物红色名录简报》中,光藓被评定为极危级(CR)。看来,寻光藓而不遇是常态。不过,若想降低“淘金”的难度也有他法,比如去邻国走走。
在日本的本州和北海道,有些被指定为“天然纪念物”的光藓群落已成为旅游景点,可供游客观赏。数年前,笔者曾在日本长野县的八岳山中邂逅光藓,可惜其群落较小,场面不够震撼,当时既深感幸运,又满怀惆怅。需要说明的是,光藓的原丝体仅在暗处才有“发光”效果,人工培养颇不易成功。如果喜欢它们,还请将它们留在原生境里,一定不要采集回家。
光藓属于光藓科,此科仅有光藓一属一种。不过,生命演化的神奇之处就在于总有惊喜——会“发光”的苔藓植物其实并不只有光藓,还有米坦藓(Mittenia plumula)和光苔属(Cyathodium)。
光藓群落近景,可见羽毛状的配子体和成熟的孢子体(小球状物为孢蒴,其下长柄为蒴柄) (樋口正信 摄影)
米坦藓科和光藓科一样,都是只有一属一种。米坦藓的植物体扁平呈羽状,“发光”的秘诀是凸透镜状的原丝体细胞和芽胞。米坦藓仅分布于澳大利亚和新西兰,主要生长在极度荫蔽的砂土、水蚀岸土面或土缝中。尽管看起来,米坦藓那么像光藓失散多年、远隔重洋的手足,但来自基因片段序列的证据显示,二者间并没有很近的亲缘关系。
光苔属是苔类植物中唯一享有“发光”美誉的类群,通常被置于光苔科(另一些分类系统有将其置于皮叶苔科),属内有十余个成员,不似光藓和米坦藓那般形单影只。它们主要分布于亚热带和热带的山区,多样性中心位于南亚次大陆。光苔属是叶状体苔类,植物体呈扇形或带状,匍匐于基质上,和我们比较熟悉的地钱(Marchantia polymorpha)和蛇苔(Conocephalum conicum)有些类似,但结构却轻薄且简单得多。
光苔的“发光”结构不是原丝体,而是叶状体自身的细胞。它们带来的视觉冲击略逊于光藓,却也有另一个优势——相对容易在野外观察到。
我国目前已知有5种光苔,都发现在西南山地,并与石灰岩地貌有着不解之缘。在贵州和云南的喀斯特地区,例如贵州省荔波县或云南省昆明市周边,如果留心观察茂密植被遮蔽下的石灰岩壁凹陷,或是石灰岩洞穴入口处,就很有可能发现在那里幽幽反射着黄绿光泽的光苔群落。
贵州省黄果树瀑布附近一种光苔生境和群落( 张力 摄影)
光苔的生境里通常还有一些适应荫蔽环境的苔藓植物,比如蛇苔属、花萼苔属(Asterella)和凤尾藓属(Fissidens)。即便光苔属在“发光”苔藓中已相对常见,但针对它们的调查研究仍不充分。
据《中国生物多样性红色名录——高等植物卷》记载,我国的光苔属中仅光苔(Cyathodium cavernarum)有明确的保护等级,被列为易危(VU)级,其余种类都处于数据缺乏的状态。当然,在光苔属植物体没有产生孢子体的阶段,将其鉴定到种有难度,这在一定程度上也影响了研究者对它们的认识。
贵州省黄果树瀑布附近的一种光苔群落,与其混生的还有凤尾藓(黄圈处)和匍灯藓(蓝圈处)等苔藓植物(张力 摄影)
光藓、米坦藓和光苔,在极度幽暗的环境中凝聚光明并顽强生存,它们尽管不能真正发光,却从别具特色的角度展现了顽强的适应力。在与它们不经意的邂逅中,我们感受了自然之美,或许也能获得坚强的正能量吧。
(作者单位:深圳市仙湖植物园)
原文刊于《大自然》2017年第3期
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