苔蘚——宏大世界中的小小植物－Ken641228的部落格

苔蘚在環境中的作用也很重要：它們長在肥沃的土壤上，吸收養分和水分，再將其緩緩釋放到生態系統中，從而促進土壤的形成、讓更多的植物得以生長。

然而，我們對苔蘚還有許多不甚明瞭之處，尤其是在苔蘚較為稀少、因而相關研究也較少的熱帶地區。目前，科學傢對研究熱帶地區苔蘚的興趣正在逐漸增加，希望能進一步弄清它們的進化過程、以及它們在該地區生物多樣性中扮演的角色。

“每個物種在自然界中都有自己的角色，”維拉瑞爾補充道，“而且每個新物種的發現都說明，我們需要對生物多樣性加以關註。我們需要弄清楚，究竟有多少物種的生態功能是我們必須去瞭解的。”

苔蘚是什麼？

苔蘚是地衣、苔類植物和蘚類植物的非正式統稱。它們屬於非維管植物，沒有根部或維管組織，而是通過表面（即葉片）吸收空氣中的水分和養分。大多數苔蘚隻能長到幾厘米高。此外，由於苔蘚沒有根部，它們可以生長在其它植物無法生存之處，比如磚塊、墻壁、人行道表面等等。苔蘚植物喜歡潮濕陰暗的環境，但它們的棲息地其實十分豐富多樣、有些甚至頗為極端，從沙漠到極地，都能找到它們的身影。全球總共約有11000種地衣、7000種苔類植物、以及220種蘚類植物。

圖為巴拿馬大都會自然公園中的片葉苔。苔蘚植物利用孢子進行繁殖，它們先將孢子釋放到空氣中，再通過風將孢子散播出去。

此外，苔蘚植物不屬於開花植物，因此通過孢子、而非種子進行繁殖。

“它們可以產生成千上萬、甚至成百上千萬個孢子，然後以風為媒介，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傢和大洲。”

很久以來，科學傢一直將苔蘚視為現存生物中與最早的陸生植物關系最近的“近親”，其祖先可以追溯到5億年前。然而，近年來的一些研究提出瞭另一種不同的假說。不過這種假說同樣沒有低估苔蘚的進化潛力。

圖為在巴拿馬安東山谷中發現的平孢角苔。

“苔蘚可以幫助我們瞭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傢、植物系統學專傢諾麗絲•薩拉紮•艾倫指出。

“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瞭，它們的後代又經歷瞭進一步演化，才形成瞭如今多樣化的局面。”維拉瑞爾表示，“現存的苔蘚種類有著極其豐富的遺傳多樣性，還擁有巨大、但仍不為人所知的進化潛力，在熱帶地區尤其如此。”

諾麗絲•薩拉紮•艾倫在史密森尼熱帶研究所研究苔蘚植物。

諾麗絲•薩拉紮•艾倫是少數專註於研究巴拿馬地區苔蘚植物多樣性的科學傢之一。當她還在紐約州立大學攻讀碩士學位時，從和她的教授之一（一名苔蘚專傢）的交流中獲得瞭啟發，就此進入瞭苔蘚植物學領域。

“我當時並不瞭解這些植物，所以我覺得研究它們應該很有趣。”

無獨有偶，維拉瑞爾博士也是受到瞭一個人的啟發，才進入苔蘚植物學領域的：這個人便是諾麗絲•薩拉紮•艾倫教授。

“她在我本科時帶我走進瞭蘚類植物的世界，”他回憶道，“後來我在攻讀碩士、博士和博士後學位時，都選擇瞭研究蘚類植物。這種植物涉及的生物學簡直太奇妙瞭！”

除瞭在薩拉紮•艾倫的指導下、在史密森尼熱帶研究所擔任實習生之外，維拉瑞爾還曾與前者合作研究過植物與藍藻（苔蘚可利用藍藻獲取氮元素）在基因組層面上的共生關系。他們希望這項研究可以幫助研發相關基因工具，減少農作物對人造化肥的需求。

圖為薩拉紮•艾倫最近發現的地衣新品種Octoblepharum peristomiruptum。她在去年十月發表在期刊《Phytokeys》上的論文中介紹瞭這一品種。

最近，薩拉紮•艾倫在從巴拿馬和巴西采集的樣本中發現瞭一種新的地衣品種。去年十月，她和實驗室技術人員何塞•古蒂諾在期刊《Phytokeys》上發表瞭一篇題為《Octoblepharum peristomiruptum （Octoblepharaceae）：一種來自新熱帶區的新物種》的論文，詳細介紹瞭這項發現。他們在重新分析瞭400多份應屬於另一品種（O。 albidum）的樣本之後，才確定瞭這是一個全新的品種，並將其命名為O。 peristomiruptum。這是薩拉紮•艾倫職業生涯中命名的第四個物種。除此之外，她還命名過三個亞種，並且在其它一些新物種發表時擔任過共同作者。

“每次我們發現一個新物種，它都能幫助我們瞭解苔蘚植物的進化方式、以及過去千百萬年來的進化過程。”

“說到苔蘚植物的生物多樣性，我們目前還處於‘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，而且相關的生理學、生態學以及基因組學研究都很匱乏。”

慷慨的苔蘚

盡管個頭小，但苔蘚在生態系統中發揮瞭一項重要作用：吸收。

“它們可以從雨中、甚至霧中吸收水分，儲存多餘的雨水，以防發生洪水和土壤侵蝕。”薩拉紮•艾倫解釋道，“在雲霧繚繞的森林中，它們就像海綿一樣，為森林及地下水提供瞭一座‘蓄水池’。它們還會為森林吸收、儲存和回收水分與養分，並且給許多無脊椎動物提供瞭庇護所和食物。”

此外，當生態系統遭到幹擾、開始退化時（比如遭遇瞭火山爆發、野火、濫砍濫伐等等），苔蘚植物可以在生態演替早期打好基礎、幫助其它植物重新生長。由於苔蘚借助孢子繁殖，它們可以迅速蔓延開來，使土壤變得穩定，減少土壤流失和水分蒸發。

加拿大和英國苔蘚數量豐富，因此針對苔蘚及其重要性的研究比其它國傢多得多。此外，“北方地區的苔蘚品種更為豐富多樣，覆蓋的地表面積更廣，在生態系統中起到的作用也更加明顯。”維拉瑞爾解釋道，“例如，泥炭苔在加拿大魁北克省的覆蓋面積達8%，約1160萬公頃。”泥炭苔是一座效率極高的天然“蓄碳池”，可以無限量地積累和儲存碳，因此在氣候變化對抗戰中得到瞭許多關註。

然而，雖然苔蘚植物在北半球被研究得更充分、對生態系統的益處也被瞭解得更深入，但在熱帶地區，它們得到的關註遠不及開花植物。

胡安•維拉瑞爾正在加拿大的極地地區研究苔蘚植物。