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今天开始,我们从海洋走向陆地,一起来探究陆地植物的进化历程。今天学习的内容是:目前发现的最原始的苔藓植物是什么?
苔藓植物探秘苔藓植物属于高等植物 与真核藻类相比,苔藓植物在形态和结构上有了明显的进步,植物体(营养体)大多有了类似茎叶的分化,称为“拟茎叶体”;生殖器官为多细胞,并且有了不育细胞构成的保护或支持结构;受精卵发育形成胚,因此,苔藓植物被称为有胚植物,而具有胚的植物又称为高等植物。苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物均属于高等植物。(苔藓植物)
只能生活在潮湿的环境中苔藓植物已经开始能初步适应陆生环境,并演化出了一些适应性的结构特征:如植株表面产生了角质层以延缓水分的流失,气孔的产生也让植物与环境之间的气体交换更为便利;生殖细胞得到了不育细胞的保护;受精卵发展成为多细胞的胚,增强了后代生存的能力。
但是,由于苔藓植物仅具有假根,假根主要起固着作用;植物体没有明显的输水组织的分化,没有形成维管组织;精子具鞭毛,必须依靠水才能游到卵细胞处完成受精;尽管苔藓植物的吸水能力很强,但是大部分水都只能通过植物体表面直接吸收。所以大多数的苔藓植物只能生活在潮湿的环境中。
(苔藓植物的繁殖)
三大类苔藓植物苔藓植物大家庭中约有种,按照大多数学者的观点,可以分为苔类、藓类和角苔类三个大类(纲)。
苔类世界上大约有种,它们的外形通常就像贴附在地表的叶片,我们称为叶状体。苔类植物没有真正的气孔结构,通常被看作陆生植物的祖先特征。地钱是最为常见的一种苔类,广泛分布在世界各地,多生长在阴湿的墙角、岸边。
(石地钱)
藓类可能是人们最为熟悉的苔藓类植物,同时也是多样性丰富的类群,已经发现的藓类大约种。具拟茎、叶的配子体是藓类最明显的特征,通常我们看到藓类植物伸出的高高的孢蒴(孢子囊)结构,那就是它们的孢子体。当孢子体成熟时,孢子囊就会开裂,将其中的孢子散发出去。
(藓类植物)
相比于苔类和藓类,角苔类植物更接近于苔类,植物体也为叶状体。目前发现的角苔类植物仅种,人们一般并不容易见到它们的身影。
(牛舌藓)
最原始的苔藓植物年,日本学者研究了由日本北部山区采得的一种外观类似于藻类而具有裸露颈卵器的标本,命名为藻苔。由于它的匍匐茎的形式和颈卵器等与裸蒴苔目近似,但染色体数n=4,5,为苔藓植物中的最低数,因此,确立它为苔类植物中最原始的目──藻苔目。
(藻苔)
6年后,又有学者确定了藻苔属中的第2个种——角叶藻苔。年,中国科学家在嘎隆拉山口附近约米的冷杉林下采得藻苔,年在南迦巴瓦山又发现了角叶藻苔。
科学互动——构建苔藓微景观(苔藓微景观)
你是否想拥有一个自己制作的小盆栽呢?试想一下,如果我们在花盆中铺一层苔藓,种上些许树苗,以藓为地,以树苗比作参天大树,那么效果又将如何呢?本期的科学互动就让我们一起动手制作属于你自己的苔藓微景观。
首先就是准备材料的环节。在我们生活的周围环境里,会生长着一些苔藓植物,需要通过我们自己寻找。自己找寻苔藓植物确实要付出一些耐心和辛劳,但是收获的乐趣也会增加好多。
在哪儿能找到苔藓植物呢?我们知道苔藓的生长离不开潮湿的环境,所以一些诸如林缘、路边、台阶石缝等地都是能让我们找到苔藓的好地方。但如果你生活的地方污染比较严重,那么可能就得跑到远一点的郊区才能见到野生状态下的苔藓了。各地的苔藓种类不一,这里就以最常见的葫芦藓为例来说说我们怎样培养苔藓。
(孢蒴)
第一步就是需要采集野生植株的孢蒴。葫芦藓为土生藓类,一般生长在庭院的墙角或农田的路边。葫芦藓的孢蒴就是孢子体顶端膨大的部分,一般在仲夏以后开始出现,夏末秋初大量成熟,这段时间是采集葫芦藓孢蒴的最佳时期。采集时我们可以用镊子将那些已经变红,饱满的葫芦形孢蒴轻轻取下,放入小瓶,在充分干燥后密封保存。
(培养孢子)
然后我们需要对孢子进行培养,这里我们需要准备一些浸湿的碎砖块和腐殖土。通常苔藓都会喜欢偏酸性的土壤,如果对土质没有把握,我们就从苔藓的采集地挖回一些也可。在花盆中先铺上碎砖块,接着是一层腐殖土,随后我们就可以把采集回来的孢蒴轻轻地撕开,让里面的黄色孢子散落出来,喷上一些水,放在没有阳光直射的地方静静地等着它们萌发。孢子需要在合适的温度和湿度的条件下才会萌发,因此这一过程务必保持室温在15℃以上,最好保持在25℃左右,才会生长良好,视情况每隔2~3天也要喷一些水保持湿度。
(苔藓微景观)
这样经过20多天后,葫芦藓的芽体就会长出来,芽体逐渐长大,约1个月后,形成了我们所见的苔藓植物的植株了,也就是它们的配子体,这样,一个葫芦藓微景观盆景就做好了。
(苔藓微景观)
我们也可以随心所欲地进行布景工作,在解决了最主要的苔藓材料问题后,其他的一些小配件就看大家的设计和创造能力了。通常在制作苔藓微景观的时候我们还可以搭配一些其他的观叶植物,比如蕨类,同样通过散播孢子来实现;也可以是一些生长缓慢的种子植物,那就需要撒播种子或移植幼苗。必要时可以借助网络寻求帮助,让我们动起手来吧!
(作者:刘全儒)
《十万个为什么》是影响几代青少年的科学启蒙读物,一个个妙趣横生的问题,承载了许多人的科学梦想……
下一课我们继续探究陆地植物的进化历程,一起来探秘:最早产生种子的植物是什么?
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