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《苔藓森林》,[美]罗宾·沃尔·基默尔著,孙才真译,张力审订,商务印书馆2023年7月出版,定价:49元
■徐洪河
荒芜世界的开拓者
生物登陆,即生物由水生到陆生,是地质历史中生命演化领域的重大事件。早在距今4亿多年的奥陶纪,生物登陆的过程就开始了。
苔藓是最早登上陆地并独立生活的生物。在生物学上,陆生植物又被称为有胚植物,其生物体经由受精作用所产生的胚发育而成,且在生命史中经历孢子体与配子体的世代交替,陆生植物都能独立在陆地上生活,并能够进行光合作用。
现代陆生植物包括苔藓(角苔、苔类和藓类)、真蕨、裸子植物和被子植物。陆生植物可能是从生活在水体中的藻类所演化而来。值得注意的是,尽管地衣的化石记录比苔藓还要早,但在讨论陆生植物起源时,往往并不提及地衣,这是因为地衣实际上是若干种菌类和藻类的共生体,不属于单一而独立生活的陆生或登陆先驱植物。
植物登上陆地以后,陆地和地球的表层环境逐渐改变,地表坚固的岩石开始形成松软的土壤,为包括人类在内的所有陆地生物存在奠定基础。可以说,没有植物登上陆地,就没有生命演化的今天。最早的苔藓类就是地表荒芜世界的开拓者,在苔藓类登上陆地之后,又过了大约1亿年,陆地世界才迎来了丰富多样的植物世界与蓬勃发展的陆地生态体系。
目前全世界已知的苔藓植物超过23000种,中国约有3500种。苔藓植物的生物多样性仅次于被子植物,是当之无愧的植物界大家族。然而,苔藓所受到的关注却非常少,这可能是因为苔藓植物体形微小,绝大多数都不超过2厘米高,无花、无种子、无维管束,总是生长在水体丰富或湿度较大的地方,通常呈翠绿色,能监测并指示空气污染程度,在城市里分布极为有限。
调用一切感官去观察
2003年出版的一本关于苔藓植物的科普畅销书Gathering Moss: A Natural and Cultural History of Mosses,带领我们认识了苔藓植物异常绚丽的微小世界。该书先后于2020年和2023年被翻译为繁体中文版和简体中文版,两个版本的标题有些许差异,分别是《三千分之一的森林》和《苔藓森林》。
该书作者是美国森林生态学家基默尔,主要从事环境与林业生物学研究。作者在从事森林生态学研究与教学期间,多次带着学生或与同事一起采集苔藓植物标本、开展野外观察,以及做各种实验、研究工作。这本书记录了作者对苔藓的观察与科研故事。
观察苔藓,需要调用我们的一切感官。当我们身处苔藓的小小世界里,我们仿佛倾听到来自远古的声音,也能够聆听到植物世界中庞大的树木与微小苔藓之间的喃喃耳语。它们身形娇小,却不可替代。它们生活在空气与岩石或其他介质的交界处,一个薄薄界面层,具有自身独特的气候、温度和湿度条件,界面层的体积就构成了苔藓的生命世界。
苔藓缺乏疏导水分的维管组织,是离不开水的变水植物。在干燥缺水时,苔藓会处于休眠状态,停止新陈代谢,而当环境中有水时,苔藓的每一个细胞都开始大量吸收水分,几秒钟之内,所有饥渴的细胞都开始膨胀,原本萎蔫的枝与叶会缓缓舒展,笔直地伸向天空,原本的灰色与暗沉也逐渐被染得翠绿,这一变化让作者兴奋不已、满心享受。
苔藓是如何繁殖的
苔藓是植物界的两栖动物,它的有性繁殖过程离不开水,苔藓的雄配子在微小的水体中不得不展开艰难而前途未卜的旅程。有的借助繁殖小枝进行无性繁殖,即通过克隆自身完成扩散的使命,甚至配子体会因环境条件的差异而改变性别。
例如,鞭枝曲尾藓的不同植株相距甚远,往往一株在林地上,相邻的另一株却在一段枯木表面,它们如何繁殖呢?
显然,风或水力都不能帮助完成这一任务。为了弄清楚鞭枝曲尾藓的繁殖模式,作者经历了一系列颇为沮丧的观察与实验。他让森林里的蛞蝓粘上繁殖小枝,结果这些小动物没跑多远小枝就脱落了。
然而,在一次野外午餐期间,一只突然闯入、意图偷吃三明治的花栗鼠让两位苔藓观察者灵光乍现,甚至高兴得咧嘴大笑。他们为花栗鼠安排了专门的赛跑。结果发现,鞭枝曲尾藓的繁殖小枝居然可以挂在花栗鼠身上,且可被携带许久并出入各种环境。
这些观察与实验所获得的科学发现以科学论文的形式发表。而在这本书里,作者所展示的科学观察背后的故事,也表达了好奇心满足与求索答案后的兴奋与欣喜。
苔藓的高度虽是热带雨林高度的1/3000,但苔藓世界就是微缩版的雨林。在热带雨林中,一个纸杯大小的苔藓世界里,生活着大约15万只原生动物、13.2万只缓步动物、3000只弹尾虫、800只轮虫、500只线虫、400只螨和200只蝇类幼虫。在这个苔藓植物作为冠层的微小群落中,有着类似热带雨林的美丽与复杂。
苔藓体现了极简主义的美,它们不被关注,甘于默默无闻,对各种条件也从不奢求,甚至能适应各种苛刻的环境。光苔,又被称为“妖精的黄金”,通常在阴暗洞穴里的岩石上可以看到它们微弱的光芒,仿佛是“精灵”或“妖精”留下的宝藏。它们对生命的要求极其简单,甚至太阳落山之前,从云朵缝隙中洒下的一点点漫射光,就能满足它们的生存需要。
(作者系中国科学院南京地质古生物研究所研究员)
《中国科学报》 (2025-02-28 第3版 读书)