摘要:家人们,一提到开花植物,咱脑海里大概率浮现的是陆地上那漫山遍野、五彩斑斓的花朵。这些陆地开花植物可机灵了,它们绽放出艳丽花朵,吸引着蜜蜂、蝴蝶等昆虫前来授粉,完成生命中关键的一步。授粉成功后,就会结出果实,把种子裹在香甜的果皮里头。这果实啊,又吸引来各种动物大
家人们,一提到开花植物,咱脑海里大概率浮现的是陆地上那漫山遍野、五彩斑斓的花朵。这些陆地开花植物可机灵了,它们绽放出艳丽花朵,吸引着蜜蜂、蝴蝶等昆虫前来授粉,完成生命中关键的一步。授粉成功后,就会结出果实,把种子裹在香甜的果皮里头。这果实啊,又吸引来各种动物大快朵颐,动物们吃完一跑,种子就被带到了四面八方,完成了传播。因为种子被严严实实包裹着,这类植物被叫做被子植物。在新生代,被子植物和哺乳动物那可是称霸陆地,占据了绝大部分生态位,风光无限。
但要是把时间倒回1.5亿年前,那可就是另一番景象了。那会儿,和恐龙一同统治陆地的,是不开花的裸子植物。裸子植物和被子植物大概在3亿年前就“分道扬镳”了。到了1.5亿年前左右,被子植物开始崭露头角,在随后的数千万年里,就像打了一场漂亮胜仗,把裸子植物打得“丢盔弃甲”,一举登上陆地植物界的“王座”。到如今,裸子植物数量锐减,只剩下1000来种,在陆地的角落里勉强维持着生存。至于为啥被子植物这么厉害,裸子植物在它面前却不堪一击,连达尔文都直挠头,称其为“可恶之谜”。不过呢,被子植物确实有它的“过人之处”,生长速度那叫一个快,而且把种子包裹起来后,借助风、水、动物,种子传播得更远了。
大约1亿年前,有那么一种被子植物,像是怀揣着勇气的探险家,带着自己独特的“天赋”一头扎进了海洋,成为了海洋里唯一会开花的植物。对于那些原本在海洋里土生土长的原始植物来说,这位“外来户”的到来,简直就是一场“降维打击”。如今,海草已经是海洋里最成功的植物之一,除了南极洲的浅海,地球上其他浅海区域都有它们的身影。它们的数量多得惊人,丝毫不亚于珊瑚,在海洋生态系统里,可是挑着大梁的重要角色。海草在海洋里开花、结果,传播种子,演绎着和陆地近亲截然不同的生存故事。那海草到底是怎么在海洋里站稳脚跟的呢?在黑漆漆的海底开花,又能不能吸引动物来帮忙授粉呢?
一种海草的花朵©SHANE GROSS
## 海草,海洋里的独特植物
在海洋里,有一种原生植物和咱们今天的主角海草长得特别像,那就是海藻。要是没有海草“入侵”海洋,估计浅海区域早就被海藻“占领”了。海藻属于藻类,是非常原始的植物。你瞧,它没有根、茎、叶这些常规植物组织,就靠着一个固着器,把自己牢牢固定在海底。可这个固着器,并不会吸收养分,海藻获取营养靠的是扩散,把周围的营养物质一点点输送到自己体内。
海草的分布-绿色部分
再看海草,可就高级多了。它和陆地上的开花植物一样,根、茎、叶分工明确,各司其职。根负责扎进海底的泥沙里,稳稳地固定住植株,同时吸收水分和养分;茎就像高速公路,把根部吸收来的养分输送到叶子各处;叶子呢,在阳光下进行光合作用,制造出植物生长所需的能量。这种分工协作,让海草能够合理利用海洋里的生存资源。而且啊,海草的生长速度快得惊人,繁殖能力也超强,就跟陆地上的野草似的,春风吹又生。相比之下,海藻在竞争中就明显落了下风。不过,海草对光照有需求,这就限制了它的生长深度,一般都在1至3米深的浅海区域,当然,也有个别种类最深能长到58米。
海草和海藻的区别
说来也奇怪,海草家族并没有像陆地植物那样“开枝散叶”,变得多种多样。这可能和海洋的地理环境有关,海洋里没有像陆地上那样明显的地理隔离。直到今天,海草也就只有72种,分属于四个科。通常情况下,一个地区也就生长着一种或者几种海草。只有在少数热带地区,海草的种类才会稍微多一些,但就算是种类最多的地方,也不过14种。
海草还有一项超厉害的本领,那就是无性生殖。它和陆地上的草一样,会从根系不断冒出新芽,就像是在“克隆”自己。这些新芽慢慢长大,就形成了一个个由基因完全相同的个体组成的“克隆草甸”。海草的根系特别发达,在海洋里很少会被破坏,这就造就了一些特别古老、特别大的海草个体。就拿大洋海神草来说,已知最古老、最大的大洋海神草“克隆草甸”,已经有20万年的历史了,能追溯到晚更新世的冰河时代,它的宽度横跨15公里,要是和陆地上的竹子比起来,那竹子可就“小巫见大巫”了。
## 海底开花,授粉的奥秘
作为被子植物,海草来到海底也没忘记自己开花结果的“使命”,进行有性生殖。可开花就得面临一个大问题,那就是授粉。在过去,科学家们都普遍认为,海草授粉全靠水流。为啥呢?因为找了好久,都没发现有啥动物会被海草的花朵吸引。
不过,近些年的研究有了新发现。有一种海草叫泰莱草,它的花粉粒可是一些小型虾状甲壳类动物的“美味佳肴”。这些小家伙一边享用着泰莱草的花粉,一边在不经意间帮它完成了授粉工作,就跟陆地上昆虫给花朵授粉一个道理。但对于大部分海草来说,到现在都还没观察到有海洋动物帮忙授粉。
海草Cymodocea nodosa的花朵
海草的花粉粒也挺特别,它拥有开花植物中最大的雄花花粉粒,足足有5毫米大,普通花粉粒一般都不到0.1毫米。而且,这些花粉粒还会聚集成丝状团块。在洋流的推动下,这些丝状团块在海洋里飘来飘去,这可增加了它们挂在雌花雌蕊上的机会,顺利完成授粉。
一旦授粉成功,海草就会孕育出种子。海草的种子很有意思,通常具有中性浮力,这意味着它们能在海洋里顺着洋流漂到很远的地方。不仅如此,种子里还储存着大量营养物质,有些种类的种子,储存的营养足够幼苗第一年生长发育用。还有些种类的种子,甚至自己就能进行光合作用,为幼苗生长提供能量。这么看来,和陆地开花植物相比,海草种子的存活率那是相当高。
海草Posidonia australis的果实
陆地植物大约在4.5亿年前从海洋藻类进化而来,而海草又重新回到了海洋。对于植物来说,从陆地环境完全适应海洋环境,那可不是一件容易的事儿,得具备特殊的生态耐受性,比如要能扛得住高盐度的海水,在光照不足的海底正常生长,还得有水下捕获碳的能力,能防御不同的病原体,植株结构要有足够的灵活性,当然,还有水下授粉的特殊本领。但海草做到了,而且可能还不止一次,有三个谱系的植物都各自独立进入了海洋环境。在漫长的海洋生活历程中,也有一些海草又重新回到了淡水环境,据信,这种情况独立进化了200多次 。
植物从海洋起源到陆地的演变、陆地植物的多样化、以及之后海草回归海洋的过程
来源:辽沈晚报抚顺时刻