苔類植物和蘚類植物統稱為(wei) 苔蘚。它們(men) 構成了一片片美麗(li) 的微觀“森林”,但由於(yu) 體(ti) 型迷你、又沒有鮮豔的花朵,常常為(wei) 人所忽視。然而從(cong) 進化的角度來看,恰恰是苔蘚的這些特征,使其顯得格外有趣。
“苔蘚有著一套迷人而複雜的生物學機製,”史密森尼熱帶研究所助理研究員胡安•卡洛斯•維拉瑞爾指出,“盡管個(ge) 頭很小,但這些植物為(wei) 了成功存活而做出的進化調整著實有趣。”
苔蘚在環境中的作用也很重要:它們(men) 長在肥沃的土壤上,吸收養(yang) 分和水分,再將其緩緩釋放到生態係統中,從(cong) 而促進土壤的形成、讓更多的植物得以生長。
然而,我們(men) 對苔蘚還有許多不甚明了之處,尤其是在苔蘚較為(wei) 稀少、因而相關(guan) 研究也較少的熱帶地區。目前,科學家對研究熱帶地區苔蘚的興(xing) 趣正在逐漸增加,希望能進一步弄清它們(men) 的進化過程、以及它們(men) 在該地區生物多樣性中扮演的角色。
“每個(ge) 物種在自然界中都有自己的角色,”維拉瑞爾補充道,“而且每個(ge) 新物種的發現都說明,我們(men) 需要對生物多樣性加以關(guan) 注。我們(men) 需要弄清楚,究竟有多少物種的生態功能是我們(men) 必須去了解的。”
苔蘚是什麽(me) ?
苔蘚是地衣、苔類植物和蘚類植物的非正式統稱。它們(men) 屬於(yu) 非維管植物,沒有根部或維管組織,而是通過表麵(即葉片)吸收空氣中的水分和養(yang) 分。大多數苔蘚隻能長到幾厘米高。此外,由於(yu) 苔蘚沒有根部,它們(men) 可以生長在其它植物無法生存之處,比如磚塊、牆壁、人行道表麵等等。苔蘚植物喜歡潮濕陰暗的環境,但它們(men) 的棲息地其實十分豐(feng) 富多樣、有些甚至頗為(wei) 極端,從(cong) 沙漠到極地,都能找到它們(men) 的身影。全球總共約有11000種地衣、7000種苔類植物、以及220種蘚類植物。
此外,苔蘚植物不屬於(yu) 開花植物,因此通過孢子、而非種子進行繁殖。
“它們(men) 可以產(chan) 生成千上萬(wan) 、甚至成百上千萬(wan) 個(ge) 孢子,然後以風為(wei) 媒介,將孢子散播出去。”維拉瑞爾解釋道,“有些種類的散播能力簡直驚人,孢子甚至能飄到其他國家和大洲。”
很久以來,科學家一直將苔蘚視為(wei) 現存生物中與(yu) 最早的陸生植物關(guan) 係最近的“近親(qin) ”,其祖先可以追溯到5億(yi) 年前。然而,近年來的一些研究提出了另一種不同的假說。不過這種假說同樣沒有低估苔蘚的進化潛力。
“苔蘚可以幫助我們(men) 了解地球上最早的植物在占領陸地環境的過程中、是怎樣做出調整適應的。”史密森尼熱帶研究所科學家、植物係統學專(zhuan) 家諾麗(li) 絲(si) •薩拉紮•艾倫(lun) 指出。
“不過,所有現存的苔蘚種類都是最近才出現的,說明許多苔蘚在進化過程中都消失了,它們(men) 的後代又經曆了進一步演化,才形成了如今多樣化的局麵。”維拉瑞爾表示,“現存的苔蘚種類有著極其豐(feng) 富的遺傳(chuan) 多樣性,還擁有巨大、但仍不為(wei) 人所知的進化潛力,在熱帶地區尤其如此。”
諾麗(li) 絲(si) •薩拉紮•艾倫(lun) 是少數專(zhuan) 注於(yu) 研究巴拿馬地區苔蘚植物多樣性的科學家之一。當她還在紐約州立大學攻讀碩士學位時,從(cong) 和她的教授之一(一名苔蘚專(zhuan) 家)的交流中獲得了啟發,就此進入了苔蘚植物學領域。
“我當時並不了解這些植物,所以我覺得研究它們(men) 應該很有趣。”
無獨有偶,維拉瑞爾博士也是受到了一個(ge) 人的啟發,才進入苔蘚植物學領域的:這個(ge) 人便是諾麗(li) 絲(si) •薩拉紮•艾倫(lun) 教授。
“她在我本科時帶我走進了蘚類植物的世界,”他回憶道,“後來我在攻讀碩士、博士和博士後學位時,都選擇了研究蘚類植物。這種植物涉及的生物學簡直太奇妙了!”
除了在薩拉紮•艾倫(lun) 的指導下、在史密森尼熱帶研究所擔任實習(xi) 生之外,維拉瑞爾還曾與(yu) 前者合作研究過植物與(yu) 藍藻(苔蘚可利用藍藻獲取氮元素)在基因組層麵上的共生關(guan) 係。他們(men) 希望這項研究可以幫助研發相關(guan) 基因工具,減少農(nong) 作物對人造化肥的需求。
最近,薩拉紮•艾倫(lun) 在從(cong) 巴拿馬和巴西采集的樣本中發現了一種新的地衣品種。去年十月,她和實驗室技術人員何塞•古蒂諾在期刊《Phytokeys》上發表了一篇題為(wei) 《Octoblepharum peristomiruptum (Octoblepharaceae):一種來自新熱帶區的新物種》的論文,詳細介紹了這項發現。他們(men) 在重新分析了400多份應屬於(yu) 另一品種(O。 albidum)的樣本之後,才確定了這是一個(ge) 全新的品種,並將其命名為(wei) O。 peristomiruptum。這是薩拉紮•艾倫(lun) 職業(ye) 生涯中命名的第四個(ge) 物種。除此之外,她還命名過三個(ge) 亞(ya) 種,並且在其它一些新物種發表時擔任過共同作者。
“每次我們(men) 發現一個(ge) 新物種,它都能幫助我們(men) 了解苔蘚植物的進化方式、以及過去千百萬(wan) 年來的進化過程。”
“說到苔蘚植物的生物多樣性,我們(men) 目前還處於(yu) ‘存貨盤點’階段,”維拉瑞爾補充道,“苔蘚的種類識別起來比其它植物要困難得多,而且相關(guan) 的生理學、生態學以及基因組學研究都很匱乏。”
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