地衣和苔藓：极端环境拓荒先锋.doc

地衣和苔藓：极端环境拓荒先锋
王欣宇 马文章 南极大陆极其寒冷的雪域,高海拔强光照山地的岩石上,荒漠和干热河谷等一般植物生命的禁区,是苔藓和地衣的王国。在这些极端恶劣的环境下,它们能巧妙获取水分、依据水分的多少决定休眠或者生长,有微型生态系统。地衣中的共生藻进行着光合作用,为茵类生长提供养分;共生茵同时又为藻类的生长提供了一个庇护场所,这样的一种方式很类似于人工养殖,因此也有人将地衣称作“聪明的真菌”,因为它学会了“培养”藻细胞,为自己的生长提供养分。
有研究表明,在冰天雪地的高海拔地区地衣能够从升华的冰雪中获取水分,并且在冻结的状态下进行光合作用,在南极曾经观测到-17℃时仍然具有活性的地衣。当然,地衣仅在没有冰雪覆盖的短暂时间里进行光合作用,当完全被冰雪覆盖并无法接受光照时,地衣在很长的时间里处于“休眠”状态,代谢产生抗冻蛋白抵御寒冷。
经植物学家考察,发现南极洲仅有850多种植物,地衣有350多种,苔藓370多种,藻类130多种。地衣靠孢子繁殖后代,在极短的南极夏季中完成其一年一度的生长发育过程。不过,地衣的生长速度十分缓慢,一株10厘米高的地衣,其寿命可达1000年。
在这个缓慢的生长过程中,地衣积累了很多环境中的微量元素,如钾、钙、磷等,这些都是植物生长的必需元素,为其他物种的进入创造了条件。同时,地衣体分泌的地衣酸能够逐渐侵蚀岩石,经过长年积累,渐渐形成土壤,为其他的物种生长开创了新环境。
干热沙漠河谷中的耐热先锋
能被称为先锋植物,地衣除了能忍受-50℃的严寒,还能承受高达60℃的高温。和苔藓一样,在极度干旱的条件下地衣会变得非常干燥,而一旦遇到水分,就能立刻恢复生长。
云南金沙江的干热河谷,年均降水量小于50毫米,白天地表最高温度可达60℃-70℃。那里光热资源丰富,气候炎热少雨。伴随着干热河谷气候的,还有焚风。一旦有焚风过境,气候将变得火热而干燥,就好像是干蒸桑拿一样。我缓,土层较厚,但是植被稀少,森林覆盖率不足5%,放眼望去,全是裸露的红土,植物生长十分困难。
可是如果细心观察,就会在一些石块上发现一些黄色、黑色和白色的斑块——地衣,虽然不起眼,但那可是极少数能在这类环境中存活的植物。
地衣体表面由于不具有气孔,因此在干旱条件下,一旦吸收水分以后,失水的过程非常缓慢,一个叶片放在沙漠里也许几分钟就完全干燥了,而地衣的失水过程需要几个小时。失水过后,普通的高等植物无法存活,而大部分地衣却可以在仅有5%水分的条件下存活数月。干旱的环境往往还伴随着高温,地衣对于高温也有极强的耐性,一些地衣甚至可以在60℃下存活三天之久。
盾链衣就是生长在干热河谷中的地衣,能够在干旱高温的条件下存活,并且是高温干旱环境中的主要物种之一:在沙漠中,当流动的沙丘被固定后,生物结皮就会慢慢在沙表面形成从而固定沙的移动,这些地衣就是这种生物结皮的主要组成部分,在沙漠的生态演替过程中起着非常重要的作用。
鳞网衣也是一种极为耐旱的地衣。曾经有研究人员在沙丘中发现了这种地衣,伸手去采集到的地衣竟然烫手。据估计,当时地衣的温度超过50℃。
苔藓植物神奇的“变水”戏法
苔藓植物,属于最低等的高等植物。这种植物无花,无种子,以孢子繁殖,它也是干旱环境中的先锋植物。