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栗蕨、四褶叶苔和丝藻 —自然界的拓荒者

luckyjiu

2018/09/18
饮水思源

私聊

水质检测

栗蕨、四褶叶苔和丝藻
-—自然界的拓荒者

受上游矿山的影响，这条溪流pH值3-5之间，清澈纯粹，少见生物，可在春夏秋天，水流较急的地方，会长出丝状的绿藻。因为河水酸性，接触后皮肤会发痒，平常采样我们会注意戴上手套，同时也会感慨一番：这些生物好坚强啊。除此之外，没有更多在意。

图1
去年5月，沿着这条小溪溯流而上，在一块内陷的山坳，红岩薄土流水，地上铺着一片毯子似的苔藓，而壁上的则象石笋一样悬挂着，滴着水珠，层层叠叠又错落有致，略带远古时代的神秘。土壤稍厚的地方，刚有蕨类嫩芽冒出来，婴儿似得握着小拳头，水流的地方绿丝藻长势茂盛。整个景观规模不大，但朴素、茁壮、怡然自得。我开始好奇，它们属于藻类、苔藓、蕨类的哪一种，怎么可以在酸性环境中生活这么好？

图2
一、蕨类

图3
凤尾蕨为长绿草本附生蕨类，喜温暖半阴环境，适合散射光照。春季采来嫩茎，开水烫后可做菜，称“蕨菜”，清脆鲜嫩、风味独特，人们称其“山珍之王”，认为有防癌的功效。可是近年国内研究发现的六种砷超富集植物全是蕨类，有五种属于凤尾蕨，又开始有蕨菜致癌的说法。蕨类是非常古老的类群，具有独特的机制适应极度环境，一些重金属污染区的耐性植物，可望用于重金属土壤修复，而另有一些蕨类在环境监测中早就发挥作用，比如铁线蕨主要生长于钙质土生境，而芒萁是典型的酸性土指示生物。
我们这次发现的耐酸性蕨类是凤尾蕨科栗蕨属(Histiopteris)，陆生大型蔓性植物。本属约有7种，广布于世界泛热带地区，中国有一种：栗蕨。
二、苔藓

图4
请教苔藓专家，他们对酸性生境很有兴趣，做了种类鉴定、成分分析，还做成标本，收藏到中科院苔藓标本库。鉴定颇费了些功夫，和我联系的周博士起初就定为四褶叶苔，可是查以往资料，发现资料中的假根更多，又请教了更高级的专家，认为有可能雌雄株的差异。我和同事又去了现场寻找孢蒴（孢蒴即孢子囊，苔藓植物顶端膨大部分，一般呈球形、卵形或圆柱形，产生孢子，找到孢蒴就找到了雌株），没有找到。专家认为也许此处太适合它们生长，所以就行无性生殖，找不到雌株也不奇怪。科学家们严谨的态度让我印象深刻，我以前看藻类都是显微镜拍下照片，和图谱一比较就给它们写名字了。有一次水库发生甲藻水华，我写的报告中包含“**多甲藻”字样，藻类专家建议去掉，当时我还辩解说和图谱一样的。专家说：“按你们的设备和鉴别手段是鉴定不到种属的。”不知者无畏，这一次经历会教育我什么是专业和谨慎。

图5

图6（山东大学周博士鉴定）。
苔藓植物的叶子大都只有一层细胞，二氧化硫等有毒气体可以从背、腹两面侵入叶细胞，因此十分敏感，在污染严重的城市和工厂附近很难存活，苔藓植物可当做空气污染程度的指示生物。而这片区域是也有二氧化硫污染，长期酸环境没有对该种造成胁迫，相反长势良好。是因为有先天耐性的基因，还是长期生存进化产生适应机制抵御不良环境，或者它就是嗜酸体质？可惜查到的资料非常少。
三、藻类

图7
藻类取名字一般简单明了，色素体呈绿色入绿藻门，形状象细丝当然叫丝藻喽。绿藻门丝藻是常见的种类，湖泊的岸边、水井、海边的礁石，尤其流动的淡水，瀑布和急流的岩石上更多，是宽生态幅物种。因为生活在流水高氧环境，对其他营养要求很低，所以常常认为是水质良好的指标性藻类。
丝藻固着丛生，单列细胞不分枝，细胞圆柱状，长大于宽，不收缢，色素体一个，侧位，围绕细胞内壁。不利环境下，可形成一串厚壁孢子或形成类似胶群体。一般情况行无性生殖，营养细胞产生动孢子，有鞭毛，从母细胞壁的小孔游出后，找到固着点，产生细胞壁，继续分裂产生新的丝状体。图6中显微镜照片中黑色颗粒就是孢子，可惜我的显微镜不够级别，看不到鞭毛，也没有足够耐心观察它们的生活史。有位生物化工专业的研究生，她每天观察细胞分裂，我暗暗思忖这工作多枯燥，没有说出来，年轻人自己说：“做研究嘛，要慢慢来。”
生物分类不是为我专业，以上文字严格上不是原创，因为大都来自他人的研究成果。原创比赛旨在创新，但常规分析工作不允许偏离，我们总是怀着敬畏之心执行准则、标准、方法和各种规范，同时常常提醒自己保持专注和思考，在遵循和探究中保持工作的热情。除此之外，最好还保留一点点好奇心吧，你会发现生活中许多有趣的事情，枯燥的分析工作也可以丰富多彩。
参考文献：
.王宏镔;叶志鸿;蓝崇钰;;凤尾蕨属植物对砷的富集特征研究;中国生态学会2006学术年会论文荟萃;2006年
胡鸿钧, 魏印心. 中国淡水藻类——系统、分类及生态. 北京: 科学出版社, 2006:670

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