苔藓植物：从水生到陆生的勇敢拓荒者，改变地球

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撰文/张章

从水到陆地

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尽管苔藓植物是生物界中的一个小众群体，但它们极其多样化并且广泛分布在海洋以外的环境中。全世界有20000多种，中国有3000多种。然而，人们常常因为苔藓植物身材矮小而对它们视而不见。

大约4亿年前，地球环境非常恶劣。根本没有花草树木，虫鸟歌唱。这片土地完全是贫瘠的。这时，最勇敢的植物出现了：苔藓。他们经历了许多艰难险阻，从水生转向陆地，取得了成功。他们成功登陆后，以极其缓慢的速度改善了陆地环境，将古老的植物变成了土壤，逐渐变得肥沃；同时，它们通过光合作用释放出越来越多的氧气，使大气中的氧气含量逐渐增加，变得更加肥沃。复杂的生物类群逐渐演化。

苔藓植物喜欢成群生长，手掌大的空间里可以生长上千株植物。

苔藓植物的哪些特征使它们能够发挥如此重要的作用？主要答案是苔藓植物的水合作用。亲水性是指苔藓植物中的含水量与环境的湿度直接相关。例如，如果环境非常干燥，苔藓植物的水分就会减少；如果下雨，空气中有足够的水分，苔藓植物中的水分就会立即增加，最快几秒钟或更长时间就可以从干燥转变为湿润。几十秒就可以完成。在严重缺水的时候，苔藓可以进入休眠状态，但实际上并没有死亡。

其次，苔藓植物生长所需的养分和水分来源与维管植物完全不同。它们不依靠根部吸收并通过维管束输送到身体的各个部位，而是通过植物体的表面直接吸收。因此，它们对生长环境非常敏感。对是否有土壤、是否肥沃没有要求。苔藓植物的根只起固定作用。

真正的苔藓。只要有足够的水分，苔藓就能复活。

苔藓的“生活史”

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苔藓植物通常很短，通常以厘米或毫米为单位测量。其结构非常简单，由配子体和孢子体组成，其中配子体为优势种。

根据形态和结构的差异，苔藓植物可分为三大类：苔类植物、苔类植物和金鱼藻类。一般来说，我们常见的苔藓植物其实就是它们的配子体，而孢子体只有在繁殖季节才可见，存活期较短。孢子体上生长有孢子，孢子内部产生孢子，其功能就像植物种子一样。它们传播并可以繁殖。

打开和闭合的尖牙。

苔藓植物的繁殖通常包括有性繁殖和无性繁殖。一般来说，苔藓植物也分为雄性和雌性。雌性和雄性植物可以分开（雌雄异株）或一起生长（雌雄同株）。它们有不同的生殖器官并产生不同的植物。雄性配子（精子）和雌性配子（卵细胞）。

雄配子有鞭毛，以水为媒介。它可以通过游泳找到雌配子。受精后，它发育成胚胎，然后长成孢子体。孢子体顶部膨大的部分是荚膜。胶囊上有一个开口，开口周围会长出齿状的胶囊齿。当天气干燥时，胶囊的体积会收缩。这时，只要有一点微风或者一点外力，囊就会因囊齿的收缩而受到挤压而释放出来。当落到合适的地方时，它可以再次发芽，通过质子阶段长成新的植物体，然后开始新的循环。苔藓植物的正常生活基本上按照这个顺序展开。

金色苔藓的雄性植物。

地砖缝隙里的生物

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既然你需要生存和繁殖，如果性方法不可行，就必须有替代方法。就苔藓植物而言，它们通过无性繁殖来繁殖下一代。简单来说，不需要将雌配子和雄配子结合起来，而是通过类似克隆的方法，利用母体的一部分或者通过母体特化产生的生殖体来繁殖下一代。非常有趣的是，越是不能进行有性繁殖的类群，无性繁殖就越发达，越容易在恶劣的环境中生存。

无性繁殖的后代与母亲的基因相同。他们比双胞胎更相似，就像创建备份一样。与孢子相比，无性繁殖体相对较大，数量也较少，因此它们的传播如果依靠风的力量只能传播到相对较近的地方。而且，无性繁殖不涉及雄性和雌性配子的结合，因此它们的遗传多样性较低。

苔藓植物和真菌生长在树干上。

在中国南方，很多人行道的砖块之间都可以看到许多绿色的小东西。这些绿色的小东西基本上都是苔藓。它们很小，但无论你怎么用力踩，都无法将它们压死。那么他们从哪里来呢？这与苔藓植物的繁殖体有关。

地砖接缝中常见的苔藓植物种类从北到南有所不同，但它们的生存策略基本相同。在黔西地区，最常见的苔藓有以下两种：一种叫真苔二色，一种叫真苔。许多小繁殖体会生长在母体的顶部。当行人走过时，会踩到它们，繁殖体就会丢失。它们可能会粘在你的鞋底上，然后向前走，把它们带到一个新的地方，它们就会脱落；雨水的洗涤也能起到同样的效果。掉落的繁殖体只要有一点空间就能存活并发育成新的植株。

秀丽隐杆线虫。

无性生殖的“七十二变”

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无性繁殖体有多种形态，就像孙悟空可以变身七十二一样。  就是其中之一。同一植物上的孢子有两种形态：一种是心形，生长在植物表面，完全裸露，表面有许多不规则的突起；另一种是心形，生长在植物表面，完全裸露，表面有许多不规则的突起。另一种是圆形，生长成基部膨大、上部管状的结构，有点像水壶倒水的壶嘴，故名壶苞。

第二种孢子在完全密封的环境中发育。成熟时，会产生内部压力，使孢子逐渐从管顶部释放出来。这些孢子然后可以长成新的植物。  生活在冬天有冰雪的地方。让孢子在“锅”中发育是一个聪明的策略。 “锅”实际上起到了保温瓶的作用。即使在很冷的情况下，它也无法在植物表面形成。产生孢子，并且在盆中仍可产生。它的生存策略有点像狼蛛等高山植物。通常它们的花序苞片很大，将花序包裹在里面，形成一个相对高温的环境。

苞疫霉不同发育阶段的盆状孢子，幼孢子顶部尚未裂开；成熟的已破裂，可见孢子基部，孢子颜色变深，即将成熟。

台湾金鱼草的孢子也很特别。它们形成看起来像小球体的空心球体，生长在叶子的边缘。地钱是我国南北地区常见的地钱，它的养殖策略非常巧妙。地钱是地钱的一种。它的孢子是在植物背面的孢子杯中产生的。它们的形状有点像碗，孢子的形状像小芝麻。如果有昆虫或小动物爬过，或者下雨时，雨滴比较精准，正好落在孢子杯的边缘或中心，就会弹出孢子，从而起到传播的作用。

苔藓中唯一一种具有与地草相似的孢子的苔藓称为四齿苔藓。它的枝条顶端有一个碗状的结构，里面有一些薄饼状的孢子。孢子也可以通过小动物或雨水传播。

小蛇苔和苔藓。苔藓上还生长着孢子杯，微小的孢子依稀可见。

还有少数地钱的孢子像“印度飞饼”，但只有一层薄薄的细胞，如长在树上的排卵舌疣和鳞皮。还有一些具有单细胞孢子的物种，例如林地苔藓。它的孢子直接生长在叶尖上。它们的颜色较深，肉眼可见。在显微镜下观察，可以发现它们是单细胞的。它们的繁殖主要是依靠这些单细胞孢子来实现的。

在我们的研究中，我们还发现了苔藓中几种独特的无性繁殖方式。我们在香港一个特别潮湿的山谷里发现了一群章鱼苔藓。其体形与吊兰颇为相似。新植物会从其植物的一些叶子的尖端生长出来，然后一些新植物就会生长出来。叶子会长成新的、更小的植物。

形状相似的蕨类植物称为蕨类植物。因为这种方法是我们首先发现的，所以当时我们给这种苔藓起了一个别名，叫苔藓。

澳门苔藓具有独特的块根。

一次偶然的机会，我们在澳门发现了一种新的苔藓，并将其命名为澳门凤凰。它的繁殖体是形状非常奇特的块根。与普通的单体块根不同，它们成群结队，形状颇不规则。

苔藓植物体的碎片，准确地说是其配子体的碎片，也能在无性繁殖中发挥作用。正常生长的花叶溪苔植物体的边缘是比较完整的，但到了一定阶段，植物体的边缘就会形成分裂。这些分节很容易从母体上脱落，脱落后的分节又可以发育成新的植株。 。还有一种罕见的破碎形式，如天麻，其叶子基本从基部或中部断裂。折断的部分呈香肠状，中间有一些分离，分离后可以再次折断。被剪掉后，还能长成新的植株。

长叶瓜蒌。

先锋智慧

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在地球上的一些极端环境下，包括寒冷的南北两极、海拔数千米的高山、水贵如油的戈壁沙漠、光线昏暗的洞穴，低温、阳光、强风等因素、干旱和低光照限制了许多植物的生存，但苔藓成为优势群体。除了受益于苔藓无与伦比的繁殖能力之外，它们的形态和结构特征也让它们能够适应恶劣的环境。

莫斯身材矮小，但喜欢成群生长。手掌大的空间里可以生长上千种植物。它们通过根茎牢固地附着在岩石表面，不怕低温和强风。它们可以在干旱期间休眠。状态，耐心等待雨的到来；为了抵御山上强烈的阳光，它们的叶尖常常变白以反射阳光。与维管植物不同，苔藓的叶子通常只有一层细胞，没有保护表面。它们覆盖着角质层，可以直接从空气中吸收水分和养分。土壤贫瘠、缺水对他们没有任何影响。在戈壁滩上，有几种叶状体已经进化成类似仙人掌的肉质结构，具有超强的储存能力。水能力...

蒙大拿州的苔藓和地衣生长在北美的岩石上。为了抵御高山上强烈的阳光，苔藓植物的叶尖常常变白以反射阳光。

苔藓虽然个头小，外表并不惊艳，但它们却“聪明”，拥有许多其他种类植物所不具备的独特的生存和繁殖策略。它们能够在许多恶劣的环境中生存，因为它们对环境的要求非常低。它结构简单，但适应性极强，因此能够发挥先锋作用。事实上，在我们的生活中，有时我们会遇到逆境。这个时候我们就可以思考一下。从苔藓的生存策略中吸收先驱者的智慧，或许可以为我们如何应对生活中的挫折提供一些启示。

本文摘自《文明》2021年3月号