在幽暗中凝聚光明——會「發光」的苔蘚

2021-02-16 苔蘚之戀

(左勤   深圳市中國科學院仙湖植物園)

文章選自《大自然》2017年第3期

        試想一下,當我們走進幽暗的洞穴中,忽然看見巖面上一片猶如黃金且混合了祖母綠寶石般閃耀的光斑時,我們會有怎樣一番浮想聯翩的心路歷程。

具有明顯「發光」效應的光蘚群落(樋口正信 攝影)  

        其實,我們是遇到了一種被稱為「精靈的金子」的苔蘚。其特別之處在於能在幽暗的石縫或洞穴巖壁上灑下少則一抹、多則一片的黃綠螢光,頗為神奇。與俗名相比,其大名卻甚為直白——光蘚,意為「發光的蘚」。

        與其他陸生植物相比,苔蘚通常更能適應光線較弱的生境,比如林下和溝谷中。但還有一些地方光照條件更為苛刻,例如異常昏暗的洞穴入口、巖石裂隙和樹基空穴處。這些地方不僅草木難生,大部分苔蘚植物也不易存活,但卻是光蘚的棲息地。

        當然,光蘚也是需要進行光合作用的自養生物,因此,如何最大限度地利用微弱的光線是生死攸關的問題。

       光蘚群落一般包括生長基質上宿存的原絲體群叢和其上豎立的植物體。植物體不足1釐米高,單薄柔弱,葉整齊排列在莖的兩側,呈扁平的羽毛狀;原絲體包括眾多排列於同一平面上、略呈透鏡狀的近球形細胞,以及一些連接其間的柱狀細胞。

       或許你已經猜到,「精靈的金子」並非光蘚的植物體,而是原絲體中的透鏡狀細胞。

在顯微鏡下,可以看到光蘚原絲體的透鏡狀細胞頂面和內部的葉綠體(樋口正信 攝影)

        根據苔蘚學家的觀察,每個近球形透鏡狀細胞中只有數量不多的葉綠體,它們聚集在細胞中遠離入射光的底面,入射光經球面折射聚焦到葉綠體上,反射光再經球面折射而出。當人的視線與入射光方向一致的時候,便會產生它們在發光的錯覺,其實反光才是真。

        儘管如此,光蘚在幽暗環境中演化而成的精妙結構,仍給人類帶來了神秘而夢幻的體驗。

        說到這裡,大家也許躍躍欲試,嚮往著一次說走就走的發現之旅,期待親眼見證光蘚的魔幻效應。遺憾的是,雖然光蘚廣布於北半球各大洲的溫帶地區,卻絕非常見。在中國,光蘚更是「只在此山中,雲深不知處」。

此山即長白山。

        1997年,來自加拿大和中國科學院瀋陽應用生態研究所的四位苔蘚學家在長白山共同開展苔蘚植物多樣性科考時,於海拔1,500米左右的暗針葉林下的石縫中首次確認了光蘚在我國的分布,迄今尚無其他發現報導。

光蘚群落近景, 可見羽毛狀的配子體和成熟的孢子體(小球狀物為孢蒴,其下長柄為蒴柄)(樋口正信 攝影)  

        2006年發布的《中國首批瀕危苔蘚植物紅色名錄簡報》中,光蘚被評定為極危級(CR)。看來,尋光蘚而不遇是常態。不過,若想降低「淘金」的難度也有他法,比如去鄰國走走。

        日本的本州和北海道有些被指定為「天然紀念物」的光蘚群落已成為旅遊景點,可供遊客觀賞。數年前,筆者曾在日本長野縣的八嶽山中邂逅光蘚,可惜其群落較小,場面不夠震撼,當時既深感幸運又滿懷惆悵。

        需要說明的是,光蘚的原絲體僅在暗處才有「發光」效果,人工培養頗不易成功。如果喜歡它們,還請將它們留在原生境裡,一定不要採回家。

光蘚屬於光蘚科,此科僅有光蘚一屬一種。不過,生命演化的神奇之處在於總有別的驚喜等著我們。「發光」的苔蘚植物其實並不只有光蘚,還有米坦蘚和光苔屬。

       米坦蘚科和光蘚科一樣,都只有一屬一種。

       米坦蘚的植物體扁平呈羽狀,「發光」的秘訣是凸透鏡狀的原絲體細胞和芽胞。米坦蘚僅分布於澳大利亞和紐西蘭,主要生長在極度蔭蔽的砂土、水蝕岸土面或土縫中。

         儘管看起來,米坦蘚那麼像光蘚失散多年、遠隔重洋的手足,但來自基因片段序列的證據顯示,二者間並沒有很近的親緣關係。

         光苔屬是苔類植物中唯一享有「發光」美譽的類群,通常被置於光苔科(另一些分類系統將其置於皮葉苔科),屬內有十餘個成員,不似光蘚和米坦蘚那般形單影隻。它們主要分布於亞熱帶和熱帶的山區,多樣性中心位於南亞次大陸。

        光苔屬是葉狀體苔類,植物體呈扇形或帶狀,匍匐於基質上,和我們比較熟悉的地錢和蛇苔有些類似,但結構卻輕薄且簡單很多。

光苔的「發光」結構不是原絲體,而是葉狀體自身的細胞。它們帶來的視覺衝擊略遜於光蘚,卻也有另一個優勢——相對容易在野外觀察到。

貴州省黃果樹瀑布附近的一種光苔群落及其生境(張力 攝影)  

       我國目前記錄有5種光苔,都發現於西南山地,並與石灰巖地貌有著不解之緣。

        在貴州和雲南的喀斯特地區,例如貴州省荔波縣或雲南省昆明市周邊,如果留心觀察茂密植被遮蔽下的石灰巖壁凹陷處,或是石灰巖洞穴入口處,就很有可能發現在那裡幽幽地反射著黃綠光澤的光苔群落。

光苔的生境裡通常還有一些適應蔭蔽環境的苔蘚植物,比如蛇苔屬、花萼苔屬和鳳尾蘚屬。

與光苔群落混生的鳳尾蘚屬(黃圈處)和匍燈蘚屬(藍圈處)等苔蘚植物

(張力 攝影)  

        即便光苔屬在「發光」苔蘚中已相對常見,但針對它們的調查研究仍不充分。據《中國生物多樣性紅色名錄——高等植物卷》記載,我國的光苔屬植物中僅光苔有明確的保護等級,被列為易危(VU)級,其餘種類都處於數據缺乏的狀態。

        當然,在光苔屬植物體沒有產生孢子體的階段,將其鑑定到種有難度,這在一定程度上也影響了研究者對它們的認知。

         在極度幽暗的環境中凝聚光明並頑強生存的光蘚、米坦蘚和光苔,儘管不能真正發光,卻從一個別具特色的角度展現了它們頑強的適應力。在與它們不經意的邂逅中,我們感受到了自然之美,或許也能獲得些許堅強的正能量吧。

 

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