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地球最古老植物,用處廣泛,對生態影響重大

由 宇宙小百科 發表于 農業2021-07-05

簡介地衣和苔蘚幾乎可以在任何地方安營紮寨

石蕊試紙是誰發明的

各種地衣和苔蘚生長在粗糙的樹皮和裸露的岩石上, 呈現出灰綠、橙黃等多種顏色的片片斑痕,在維繫地球生態平衡方面發揮著舉足輕重的作用。

地球最古老植物,用處廣泛,對生態影響重大

地衣是地球上最古老的植物之一,同時也是一種非常特殊的低等植物,是藻類和菌類的共生體。

地衣是藻類和菌類相依為命的共生體,共生的藻類主要是藍藻和綠藻。儘管兩種構成物的關係紛繁複雜,但分工卻很明確:藻類含有葉綠素,能進行光合作用,為整個地衣製造養分;真菌則吸收外界的水分和無機鹽提供給藻類,使藻體保持一定的溼度和得到光合作用所需的原料。地衣的形態多種多樣,有的看上去像平整的硬皮,有的則顯得坑坑窪窪的,有的有龜裂的表面,在溫帶森林中甚至還有地衣長成纖維狀,就像巫婆的頭髮一樣從樹上垂下來。

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上萬年的進化使地衣具有非常強的適應能力,甚至能適應南極洲那種極端寒冷、乾旱和日照極少的環境。地衣作為南極洲種類最多、分佈最廣的土著植物,主要分佈在南極大陸的沿海地帶和島礁的岩石上。地衣靠孢子繁殖後代,在極短的南極夏季中完成其生長髮育過程。不過,地衣的生長速度十分緩慢,大約每100 年才生長1 毫米。因此,一株10釐米高的地衣,其壽命可達1 萬年。

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地衣用途很廣。中世紀時期,有人從一種地衣中提取出紫色染料,一度在時尚工業掀起軒然大波。在那之前,人們只能透過提取海蝸牛身體中的某種腺體得到紫色染料,而且這樣的提取方法每次都會導致大量海蝸牛死去。當紫色染料的原料由常見的地衣取而代之後,紫色便迅速成為大眾追捧的色彩。直到近代,紫色染料才逐漸被人工合成的苯胺化合物所取代。地衣除能製成各種染料外,還能製成化學指示劑,如試驗酸鹼性的石蕊試紙就是地衣製品。

地衣中的石蕊,叢生在北極苔原的岩石表面或冰雪中,是寒帶動物馴鹿的重要飼料,故又被稱作“馴鹿苔”。

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我國和日本有一種珍貴的食品——石耳,就是生長在懸崖絕壁上的一種地衣。很多種類的地衣還是世界各國土產食品的原料。冰島人把地衣粉加在麵包、粥或牛奶中吃。法國人用地衣製作巧克力糖和粉粒。有的國家還用地衣制酒。從地衣中還可以提煉芳精油。近年來,科學家還從地衣中發現了抗菌素和抗癌化學物質。

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地衣被稱作“植物界的白蟻”,既可促成土壤中多種營養物質的提取和再迴圈,又能把各種石塊弄碎變成土壤供其他植物生根。

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地衣能夠迅速感知周邊被汙染的環境。一旦環境惡化,地衣中的藻類會迅速死去,剩下的真菌會因無法照料自己而隨之死去。種類不同的地衣對或重或輕的環境汙染的敏感程度不同,因此它們在某個地區的去留可以在一定程度上反映出當地的環境質量。

苔蘚是最早登陸的綠色植物,被認為是陸生高等植物中最原始、最簡單的類群。

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苔蘚在探索陸生植物的起源與演化等方面具有不可替代的重要地位。苔蘚是生活在潮溼地表、長有微小葉片的叢生植物,能增強土壤的凝聚性和保持土壤的潮溼度。大多數苔蘚都比較脆弱,通常緊貼著地表生長,不過有些種類的苔蘚可以長到30 多釐米,外觀接近比它們更高階的開花植物。苔蘚本身沒有輸送水分的導管系統,但長有1 釐米左右的莖,能透過毛細作用(藉助水本身具有的強大表面張力)將水從地表吸起。

苔蘚是花園裡常見的植物,它可以減少植物周邊的水分蒸發,幫助穩固土壤,還可以增強土壤的蓄水能力,進而增加植物生長環境的潮溼程度。此外,它還是新生植物出現的先兆。苔蘚本身可以加速土壤營養物質的再迴圈,進而使土壤的肥力增強。在遭遇草類等其他植物的強力競爭時,苔蘚往往選擇主動退出原來的地盤另覓新居。

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在自然界,苔蘚植物往往與地衣為伴,因此,兩者容易被人們混淆。實際上,苔蘚植物有根、莖、葉的初步分化,屬於高等綠色植物。由於它產生孢子,被稱為孢子植物。而地衣則無真正根、莖、葉的分化。它不僅在進化上比苔蘚植物原始,更重要的是,它並不是單一的植物有機體,而是由真菌和藻類共生的複合生物體。在形態、解剖、生理、化學及分佈方面,地衣既不同於自由生活的真菌,又有別於自由生活的藻類。

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地衣和苔蘚幾乎可以在任何地方安營紮寨。不過,它們還是更喜歡潮溼的環境——只要有水,它們就可以開心地生活。通常,森林是最容易看到地衣和苔蘚的地方,但有時這些小生物也可能出現在墓地、電線杆上、路邊或廢棄的車輛上。地衣大多生活在熱帶雨林和溫帶森林地帶,苔蘚則廣泛分佈在溪流沿岸、溼地等潮溼或有水的地方。唯一沒有地衣和苔蘚的地方是繁華都市的中心地帶。儘管它們已經逐漸具備了適應化學物質汙染的能力,卻無法抵擋出現在城市中心種類繁多且程度不一的多重汙染。

全世界的地衣和苔蘚的種類達到5000 種左右,多數情況下它們相互重疊著貼地生長。每年冬季快結束的時候,許多地方都會有大量的地衣和苔蘚出現。

地衣和苔蘚的生命力非常強,它們幾乎可以在任何地方安營紮寨。唯一不見它們身影的地方是——繁華都市的中心地帶。

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無論地衣還是苔蘚,都可以透過無性繁殖和有性繁殖兩種方式實現物種的延續。

每逢初春時節,緊貼地表的苔蘚會豎起製造孢子的莖狀物。由於孢子非常微小,風起時它們就被帶到數千千米以外的地方開始新的生活。

地衣的有性繁殖只能依靠共生其間的真菌。它生成的孢子十分微小,每一次起風都會被大量帶入空中。地衣的無性繁殖既可以透過地衣碎片繼續生長,也可以透過增加真菌包裹下的藻類細胞生成來實現。相對於有性繁殖而言,整個無性繁殖過程更突出了真菌和藻類的共生關係的重建。這些小碎片有的是透過風、雨等自然力帶到別處,有的則是藉助從地衣表面爬行的蝸牛或其他昆蟲的力量遷移到新的定居點。

地球最古老植物,用處廣泛,對生態影響重大

目前,地衣和苔蘚面臨的威脅不少。過度的石料採集給生長在岩石表面的地衣和苔蘚造成了最直接的傷害,而肆意踐踏、火災、道路(特別是路邊)清掃等,也在相當程度上給它們的生存帶來困擾,由氣候變化、臭氧層破壞等引起的生活環境的改變更是不可忽視的因素。專家指出,地衣對環境的變化非常敏感,由於它本身由處於均衡狀態的兩類物質構成,一旦一方壓倒另一方,這種共生關係就會被破壞。此外,氣候的變化(如氣溫升高、降雨減少等)對地衣和苔蘚的影響也比對其他植物的影響要顯著得多。有科學家發現,過量紫外線可能影響苔蘚的DNA 排列,進而對這個物種構成潛在威脅。因此,透過研究某些苔蘚,科學家可以瞭解臭氧空洞所造成的紫外線增強對地球生物的影響。

Tags:地衣苔蘚藻類植物真菌