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这些“水生植物之最”你知道吗?

日期: 来源:中国科普博览收集编辑:中国科普博览

“蒹葭苍苍,白露为霜”“波明荇叶颤,风热萍花香” “沉竿续缦深莫测,菱叶荷花净如拭”“太仓一稊米,大海一浮萍”……

纵观我国文献典籍,很早就有了关于水生植物的记载,芦苇、荇菜、菱角、荷花、浮萍、蒲草、菰、芡实等等,它们野趣横生,灵动俊逸,适水生存的水生植物,拥有一个庞大的家族,其中不乏一些奇妙的家庭成员。今天,我们来看看这些小伙伴们的奇妙之处。

世界上体积最小的睡莲

说起睡莲,脑海里是不是立刻浮现出了印象派画家——莫奈大师的名作,似真似幻的光影交错下的睡莲,展现着大自然的色彩。

睡莲是睡莲科睡莲属植物统称,全属植物有80余种,广泛分布在除南极洲外的各个大陆,有热带睡莲与耐寒睡莲之分。睡莲是极具代表性的水生观赏花卉,尤其是热带睡莲,色系非常丰富,红的火热、白的纯洁、蓝的妖娆……仿佛是大自然的调色板。

睡莲家族里,最特别的成员要数侏儒卢旺达睡莲(Nymphaea thermarum Eb.Fisch.),它被称为世界上体积最小的睡莲,俗称小睡莲。该睡莲的叶片直径最短仅有约1厘米,花朵也极小,甚至可以放在手指尖上。

侏儒卢旺达睡莲的花(图片来源:英国皇家植物园官网)

1987年,德国的一位植物学家对卢旺达阿尔伯丁裂谷的植被做研究时,在西南部地区的温泉里发现了一种非常小的睡莲。它生长在潮湿的浅水沼泽地里,叶片裸露在泥土上面,这和一般生长在水中的浮叶睡莲不太一样。第二年,这种小小的睡莲被正式命名,由于这种植物起初只在非洲卢旺达的一个山谷温泉里,也被叫作“温泉睡莲”

侏儒卢旺达睡莲植株(图片来源:中国植物图像库)

然而在短短的二十多年后,由于受到环境的影响,侏儒卢旺达睡莲的栖息地遭到严重破坏,它的种群在原生地已不见踪影,因此被世界自然保护联盟红色名录列为野外灭绝。

一个物种就是一个基因库。幸运的是,在侏儒卢旺达睡莲野外灭绝前,就有科学家意识到了它的灭绝危险,采集了部分样本在德国波恩植物园进行人工栽培,并收集了很多种子。

但是,人工繁殖卢旺达睡莲却一直未能成功,英国皇家植物园的顶级繁殖“密码破译者”、园艺家Carlos Magdalena失败了多次后,通过改变水中气体浓度的方法进行培育,才将它的繁殖秘密破解,将它从灭绝的边缘挽救回来。

世界上最小的种子植物

开世界上最小的花、结世界上最小的果、成为世界上最小的种子植物,这个囊括三项世界纪录的植物就是芜萍(Wolffia arrhiza (L.) Wimmer),它是天南星科无根萍属的漂浮植物,常生长在静水池沼中,广泛分布在世界各地。

芜萍的生长很奇妙,为了适应环境,演化时是朝着“缩小”和“退化”逆向进行的。它的根、茎、叶等都退化掉了,几乎是极度简化而成了“一团像球一样的细胞”,长度不超过1.5毫米,宽度不到1毫米。

放大的芜萍(图片来源:中国植物图像库)

一般不开花的芜萍,开花时,开单性花,花朵只剩一枚雄蕊和一枚雌蕊,没有花被,只有针尖般大小,差不多要5000多朵花才能布满一个成人的指甲盖。

本来不就轻易开花,结果自然就不常见了。那这个世界上最小的果实究竟有多小呢?目前国内外关于这个方向的研究相对比较少,感兴趣的小伙伴,赶紧研究起来吧。

芜萍的花(图片来源:中国植物图像库)

无根萍虽然把自己缩小成了“一团细胞”,但发展壮大家族的本领非常强大,它主要以无性繁殖为主,繁衍后代的速度非常快,整体呈几何增长。

成片的芜萍(图片来源:中国植物图像库)

小小的无根萍,作用可不小。首先它作为水生植物,具有净化水体的作用,既能有效降低水体里的氮磷含量,缓解水体富营养化,还能抑制蓝藻的蔓延。其次它富含淀粉、蛋白质等营养物质,具有食用价值。食物缺乏时,人们会打捞它作为蔬菜食用,据说味道鲜美。再次它也可以作为饲用,是草鱼、鲤鱼等幼鱼的优良饵料,也是鸭、鹅喜爱的饲料。

水生植物界叶片最大的植物

硕大的卷边青翠碧绿叶片,像一个个浮在水面上的圆盘,这就是拥有水生植物界最大叶片的王莲。

王莲是睡莲科王莲属植物的统称,原产于南美洲热带地区,家族成员有亚马逊王莲(Victoria amazonica)、克鲁兹王莲(Victoria cruziana)和两者杂交的园艺种长木王莲(Victoria 'Longwood Hybrid')以及最新发现的玻利维亚王莲(Victoria boliviana)。其中个头最大的玻利维亚王莲,它的叶片直径可达3.2米,是目前记录到的世界上最大的王莲。

玻利维亚王莲叶片(图片来源:英国皇家植物园官网)

巨大王莲叶片看着像一个带边托盘,让驻足的人们总想上去坐一坐。这不,种植有王莲的植物园纷纷都开展了“宝宝坐王莲”的活动,先放置一个和叶片差不多大小的圆盘在叶片上,再让重约30公斤以下的孩子坐在圆盘上,体验一把让植物托起的感觉。

那看着薄薄的叶片是如何承重的呢?原来王莲的叶子背面有着复杂而精妙的叶脉结构,由一条条的粗壮主脉辐射散开。主脉上又有若干分支,于是形成纵横交错、十分牢固的网状骨架。除了强有力的骨架支撑,王莲叶子里面还有很多充满气体的空腔。

宝宝坐王莲(图片来源:作者)

仔细观察王莲的叶子,它可不是一个完整的圈,卷起的“盆沿”上长有两个缺口。到了下雨天,这两个缺口就像两个排水口,能轻松地将叶片上多余的水排出去,从而不影响自身生长。

叶片这么大,这么显眼,会不会成为水里小动物的美味食物呢?王莲可把自己保护得好好的。它的叶片背面,长满了尖锐刚硬的利刺,小动物们看到它都只能绕道而行了。不过,王莲的叶片正面是光滑无刺的,是水鸟们的绝佳栖息地,经常有水鸟在这里驻足休息。

王莲除了叶片奇妙外,花朵颜值也在线。它开花时,芳香、清新。花朵傍晚盛开,初开时白色,逐渐变为粉红色,至凋落时颜色逐渐加深,也被称“水中善变的女神”。王莲为了尽可能避免自花授粉,高质量繁衍后代,花朵会采用两开两合,从白色变成红色的方式,给传粉者传递秘密信号。

玻利维亚王莲的花(图片来源:英国皇家植物园官网)

水生植物界的捕虫高手

陆生植物里有猪笼草、捕蝇草等植物“吃荤”,那水生植物界有“吃荤”的植物吗?狸藻就是一种典型的食虫植物,是水生植物界的捕虫高手。

狸藻(图片来源:中国植物图像库)

狸藻(Utricularia vulgaris L.)是狸藻科狸藻属的水生草本植物,广泛分布在北半球温带地区,通常生长在水流平缓的池塘、水洼里。它没有真正的根和叶,茎枝变态成叶器、匍匐枝和假根,叶器基生呈莲座状或互生于匍匐枝上。

狸藻的捕虫囊设置在水下,生于叶器及匍匐枝上,外部的纤毛被触动后,捕虫囊以极快的速度打开,囊内形成的负压就可以迅速地把周围的东西吸进去。捕虫过程在零点几秒之内结束,迅猛而精准。

狸藻的捕虫囊(图片来源:中国植物图像库)

狸藻的捕虫囊随时能被触发,无论是成虫还是幼虫都能引发它打开捕虫囊。不过由于狸藻没有过滤机制,通常会把周围水体中的各种物质一起吞下。

除了狸藻外,狸藻属家族的挖耳草(Utricularia bifida L.)也有同样生于叶器及匍匐枝上的捕虫囊。

它常生长在潮湿的山坡、岩石上或沼泽地。它捕虫囊上面有一个囊口,地表浅层的小动物如果钻进了捕虫囊,就会被囊口上的一些附属物阻挡住不能出来,最后慢慢被捕虫囊消化吸收掉。捕虫囊极其微小,捕捉到的小动物靠肉眼也难以看到。

结语

种类繁多的水生植物与人们生活紧密相连。我们从方方面面利用着水生植物,或观赏,或食用,或药用,或饲用,或净化水质,或家居用,或精神寄托。水生植物既为人类提供了基础物资保障,又推动了社会文明发展,是生物多样性中不可或缺的成员。

参考文献

[1]张娅婷,杨桂芳,李飞飞.无根萍对污水塘的净化[J].信阳师范学院学报(自然科学版),2011,24(4):473-475.

[2]黄青.无根萍生物学特性研究[D]. 中国科学院植物研究所, 2007.

[3]李春华,李柯澄.狸藻栽培与繁殖[J].中国花卉园艺,2020,(18):28-32.

[4]吴双.广西狸藻科食虫植物拾萃[J].生命世界,2015,(09):74-77.

[5]邵青.世界上最小的睡莲——侏儒卢旺达睡莲生命世界.2014(09):82-83.


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