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植物登陸陸地的“故事”它們是如何把荒涼的星球變得有生機的?

2022-04-29由 宇宙小小百科 發表于 漁業

苔蘚植物有花和果實嗎

綠色不會就此止步。就像5億年前第一批從海洋登陸陸地的綠色植物一樣,植物將把這些地方再次變成綠色生活家園。

植物登陸陸地的“故事”它們是如何把荒涼的星球變得有生機的?

只是,在地球上經歷了5億年的植物家族顯然非常熟悉這些生存環境,植物家族進化出了具有不同特徵的先驅者。不久之後(然而,森林要數千年才能出現),他們才能為這些“意想不到的”荒地穿上綠色的衣服。

拓荒第一波——地衣中的藻菌共舞

植物登陸陸地的“故事”它們是如何把荒涼的星球變得有生機的?

火山噴發造成的裸地、湖水退卻形成的沙地和冰川融化後形成的陸地,都是真正的荒地,這與水荒時代的地球幾乎一樣。這裡沒有穩定的水和礦物質營養。更重要的是,沒有足夠厚的土壤讓植物生根。一般來說,即使是根很淺的草本植物也需要平均9釐米厚的水稻土。顯然,對大多數植物來說,在堅硬的岩石上生根是不可能的。

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然而,這也難不倒植物家族,綠藻和藍藻團隊就是為這個家族誕生的。這些簡單的生物,有許多孢子漂浮在空氣中,只要它們遇到適合水和溫度的地方,就可以開始建造。然而,在光禿禿的岩石上生長畢竟還是很困難的——如果剛剛才開始“曬太陽”造澱粉,一不小心就被狂風吹走,那不真成了“杯具”了。

為了能固定下來,它們找到了真菌來幫忙。真菌會利用菌絲牢牢地抓住岩石,同時會分泌一些酸性物質來溶解岩石中的礦物質營養。同時,這些真菌在細胞中心留下一個空腔,供藻類生存和工作。當然,這些住宿空間不是“免費”的。藻類透過光合作用獲得的大部分營養物質被真菌作為“租金”收集。雖然看起來有一些不平等,但有機會生長的藻類並不太在意。幾億年來,這種合作關係一直沒有改變。

植物登陸陸地的“故事”它們是如何把荒涼的星球變得有生機的?

在地衣的辛勤工作下,堅硬的岩石開始變得鬆散和破碎。除了自然日曬雨淋的作用外,冬夏兩季出現了最初的小土壤,為後來植物的出現創造了條件。

拓荒第二波——小個頭苔蘚大作用

雖然地衣促進了岩石的鬆動,但這裡的土壤含水量仍然很小,裸地的溫差變化很大,這對需要儘快紮根的草木來說是一個巨大的挑戰。此時,苔蘚植物作為一個重要的梯隊登上了舞臺。

苔蘚和地衣一樣,在生長過程中不斷分泌酸性物質,溶解岩石表面。溶解的細巖和常年堆積的苔蘚殘體構成了真正的土壤。

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此外,苔蘚植物可以吸收15-20倍於自身重量的水,這些水將由苔蘚植物儲存。水向大氣的釋放(蒸發)速率僅為水面相同面積的1/5。正因為如此,我們經常在花市的花盆裡看到苔蘚,或者運輸花卉時候給花卉根部綁苔蘚,以利用它們良好的吸水性。當然,苔蘚植物吸水最重要的用途是在自然環境中創造穩定的土壤環境,從而為高大植物的到來創造條件。

雖然苔蘚植物有很強的“啃”岩石、吸收和儲存水分的能力,但這些植物並沒有完整的水分輸送系統,也沒有真正的有疏通組織的根系,只能生活在岩石表面。

拓荒第三波——真正的葉片出現了

種子要來到這裡。第一個條件是身體必須非常輕,這是以飛蓬蒲公英為代表的複合植物種子的特殊能力。這些植物的種子不僅很輕,而且還配有“滑翔機”。他們可以走很遠,甚至在一個從海中升起的火山島上。耐瘠薄是拓荒植物頑強生存的另一個必要條件。在這方面,紫苑作為菊科植物的代表,不容忽視。它們堅實的多年生根系統能從土壤中汲取有限的營養資源。

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氮肥是一種比從岩石中獲得的磷和鉀更有價值的資源。因此,豆科植物攜帶“固氮工廠”生產氮肥成為一個輔助梯隊。在休耕的土地,我們經常能看到大片的苜蓿,人們看重的是自己生產氮肥的能力。雖然這些植物的生長期有限,但對改善土壤環境具有重要意義。它們可以為更多的花草提供足夠的營養。當然,這種擁有強大營養加工廠的植物也將獨佔鰲頭。如果他們留在這些土地上,會給後來的植物帶來麻煩。在冰島,豆科植物羽扇豆成了佔據土地的“山中之王”。

植物登陸陸地的“故事”它們是如何把荒涼的星球變得有生機的?

事實上,森林火災後形成的裸地可以在沒有地衣和苔蘚的幫助下為草本植物提供庇護。此外,這些地方還有殘留的腐殖質,灰燼中的大量礦物質可以幫助草本植物生長良好。

草本植物的出現使群落看起來像一個真正的植物群落。沒辦法。在大多數人眼裡,沒有什麼比綠葉更能代表植物的繁榮。隨著牧草的出現,光合作用得以順利進行,從而積累了大量的腐殖質,這當然也吸引了更多的動物。

拓荒第四波——這可不是盆景

當草本植物繁茂的時候,小灌木也隨之而來。後者雖然在初期比較少見,但在草原上卻十分突出。誰讓它們的個頭要高過小草好多呢。

植物登陸陸地的“故事”它們是如何把荒涼的星球變得有生機的?

一些杜鵑花就是這樣的“先鋒灌木”。在川西高原山體滑坡形成的湖畔草地上看到,這裡聚集了許多低矮的杜鵑花,枯枝落葉在根部堆積,猶如天然的花盆。由於杜鵑枝葉的保護,這裡明顯比開闊的草原環境舒適得多——白天不暴曬,夜間氣溫也不會下降太多,從而保證了環境溫度的相對穩定。此外,凋落物和苔蘚也能積累一定的水分,為種子儲存和幼苗生長提供了有利條件。

此外,當灌木生長時,也為鳥類和其他長途遷徙動物提供了立足點和庇護所,這些傢伙帶來的糞便中沒有被消化的種子,或者故意藏在這裡作為食物儲備的種子,都會被留下,甚至生長起來。

於是,森林出現了。

拓荒第五波——森林是盡頭嗎?

生長在杜鵑花灌叢中的冷杉終將長高。溫帶森林被針葉樹覆蓋後,只剩下高大的紅杉和雲杉。亞熱帶森林主要是殼鬥科植物,如橡樹和山毛櫸。似乎所有的表演都結束了。

植物登陸陸地的“故事”它們是如何把荒涼的星球變得有生機的?

事實上,此時此刻,這裡生長的樹木正在大量生產種子,這些種子可以在濃密的陰涼土壤中沉睡數十年甚至數百年。直到頭頂上的樹因風和其他意外而倒下,它們才會出現,並繼續其“父母”的開拓過程。

那些完成任務的杜鵑花家庭將前往其他地方探索新界。當然,在冷杉和雲杉的森林裡,杜鵑品種如喬木杜鵑會爬上枝頭,享受陽光和高大樹木提供的優良撒種平臺,盡情享受生長。

植物登陸陸地的“故事”它們是如何把荒涼的星球變得有生機的?

在亞熱帶和熱帶森林中,這種生長關係更加有趣。以蝴蝶蘭為代表的許多蘭花和菠蘿在樹幹上開闢了新的領地。這些傢伙依附在樹幹上,既免除了林下的陰鬱之苦,同時還能讓自己的花朵和果實更顯眼,吸引昆蟲為他們傳播花粉,或者引誘貪婪的散播種子的小動物增加它們繁殖的機會。這些植物可不是輕易就能長到樹上去的,它們扁平的根可以牢牢地抓住樹幹,葉子可以從潮溼的空氣中吸取水分,這就保證了它們開闢空中花園的能力。這樣,一個新的生活群體就建立起來了。

那些特殊的演替過程

這並不是說所有的土地都會經歷從裸地到森林的變化。例如,在寒冷的北極苔原上,地衣可以伸展數十公里甚至數百公里。地衣覆蓋在地上,馴鹿代表的動物以地衣為食。

植物登陸陸地的“故事”它們是如何把荒涼的星球變得有生機的?

在澳大利亞的季節性森林火災中,桉樹種子憑藉其厚厚的外殼可以在火災中存活下來。大火過後不久,他們從土裡爬起來,很快佔領了“父母”的領地。但十多年後,這裡又出現了一片鬱鬱蔥蔥的桉樹林。整個過程似乎就是一出桉樹的獨腳戲。

除了這兩種自娛自樂的情形外,在多種植被的演替中,它們並不都是互相幫助的情形,就像不是所有的草原都長出森林一樣。

在巴拿馬被休耕拋荒的林地中,禾本科植物象草佔據了大部分空間。它具有強大的根系和根系分泌物,能有效地防止其它植物的萌發,因此也就成了像上面提到的羽扇豆一樣的“山中之王”,大大延緩了森林的出現。在植物演替過程中,競爭更為激烈。

植物登陸陸地的“故事”它們是如何把荒涼的星球變得有生機的?

從裸地到森林,一個物種的存在為其他物種的出現創造了條件。人們常說自然生態系統是一個金字塔。這樣一個系統遠非可靠。相比之下,它更像是由孩子們用積木搭建的建築模型。不同的物種似乎緊密相連,但卻相當鬆散。整個模型具有很強的可塑性。當地的環境就像孩子們的手一樣,根據自己的喜好來搭建一個模型,這與根據生活環境而創造的植被有些相似。它們的核心在於“適應”一詞。