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乘風破浪的“水精靈”,看我“三十六變”

2020-09-16 武漢植物園
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  自2020年6月以來,整個長江流域持續陰雨,造成大範圍的洪澇災害,多地道路被毀、農作物被淹,然而有些植物卻不受降雨的影響,這是爲什麽呢?

眼子菜 Potamogeton distinctus(圖片來源:付文龍)

  首先要知道的是植物爲什麽會被淹死。跟人一樣,“淹死”的根本原因是缺氧。當植物的根或整個植株長時間浸泡在水中時,根部因缺氧而無法正常進行呼吸作用,最終引起爛根,導致植物死亡,即我們看到的植物被水淹死了。

  提起淹不死的植物,估計很多人會想起水生植物。的確,生長在水中的植物最怕的就是沒有水,怎麽會怕水淹呢?(其實不然,有些植物雖然生長在水中,也有可能被急劇地水位變化淹死)。那麽,水生植物有什麽秘密武器可以使根部獲得氧氣,以面對洪水猛獸而又泰然自若呢?

  來看看它們爲此做了哪些努力。

  挺水植物——“好風憑借力,送我入青雲”

  挺水植物,即根生長在水的底泥之中,葉挺出水面的一類植物;常分布于0-1.5米的淺水處,比如常見的蓮就是挺水植物。蓮藕是蓮的地下莖,它的葉柄中有很多孔洞,叫作通氣組織。葉柄中的通氣組織和地下根莖的通氣組織相連,這樣就可以將空氣中的氧氣泵到地下,供給地下根莖呼吸,從而保證植物正常的生命代謝活動。類似于人潛水時嘴裏銜的管子,挺水植物通過通氣組織源源不斷地向水下的植物部分提供空氣,得以傲立水上。

Nelumbo nucifera (圖片來源:付文龍)

蓮藕横切(圖片來源:付文龍)

  浮葉植物——時刻警惕著的葉柄

  浮叶植物通常是根扎在底泥中,叶片始终漂浮在水面上,这就需要它的叶柄将叶片送到水面上。因此,此类植物在面对水淹胁迫时,叶柄可以快速响应,迅速伸长,使叶片始终可以与空气接触。只要叶片与空气接触,植物就不会因缺少氧气被憋死。科学工作者Funke在1937年就证明了睡蓮和欧洲慈姑的叶柄保留了再生能力,可以随着水深的增加而伸长。

睡蓮(圖片來源:付文龍)

浮葉慈姑 Sagittaria natans(圖片來源:付文龍)


Ottelia ovalifolia 的葉柄橫切

  沈水植物——物競天擇,適者生存

  顯著區別于上面的兩類植物,沈水植物是整個植株都是淹沒在水中的,比如黑藻、龍舌草、水盾草等,依靠不了水面上的葉片葉柄,它又是如何適應水環境的呢?借不了外界的力,沈水植物便自食其力,將葉片光合作用産生的氧氣通過各個器官的通氣組織泵到需要的地方,以此維持整個植株的呼吸。

光合作用放氧 黑藻 Hydrilla verticillata (圖片來源:付文龍)

光合作用放氧 卵叶丁香蓼 Ludwigia ovalis (圖片來源:付文龍)

龍舌草Ottelia alismoides(圖片來源:付文龍)

靖西海菜花 Ottelia acuminata var. jingxiensis(图片来源:李治中)

  漂浮植物——“三十六變”

  此外,還有一些浮葉植物和漂浮植物自帶遊泳圈,它們的葉片或葉柄上有特殊的氣囊,無論水有多深,始終漂浮在水面,和空氣接觸,比如水鼈科水鼈屬的水鼈(不是熬湯的那個鼈),心形的葉片背面還有一顆小心心。這顆小心心是它的“救生圈”,是水鼈的蜂窩狀貯氣組織,把它放顯微鏡下可以看到葉片上都是空腔。背上“救生圈”,水漲我漂,再大的風浪也不怕。

水鼈(不是鼈) Hydrocharis dubia(圖片來源:付文龍)

歐菱膨大的葉柄 Trapa natans

  總的來說,通氣組織和氣囊的存在是水生植物可以在水中生存的必要條件。它們保證了水生植物可以正常通過光合作用産生氧氣並將氧氣輸送到根部以保證植物正常的生命活動,正因爲這樣,水生植物才不會被淹死。

 
 
打印 責任編輯:侯茜

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