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全球快资讯丨银叶真藓在极端环境中创造生命奇迹

2022-09-02 17:39:51 中国日报网
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在我们的生活中,关于“创造生命奇迹”的感慨通常是人们对“生命”这一命题充满崇拜与敬畏时的表现。现实世界中,从来不乏真实的生命奇迹,只是我们还缺乏一双善于发现的眼睛,因为有太多尚未探索到的生命领域,等待着我们去揭晓谜底,去发现奇迹。

习惯于眺望远方的我们,很难注意到脚下这些细小的生命奇迹,但或许,也就是它们不断扩充对各种严酷环境适应的挑战。比如说本篇所关注的耐干苔藓植物——银叶真藓(Bryum argenteum Hedw.),在极其干燥状态下呈“干死”的银灰色,而遇水分秒间快速复苏,呈现鲜活的绿色,我们不禁感慨如此充沛的生命张力。而更为震撼的是,其兼具耐高温、耐辐射等综合抗性,并以其矮小的体型、广泛的适应性,可在极地、高山、沙漠、草原等不同的生态系统中分布,其强大的生命特征,对不同环境因子的适应范围及其广泛,不断受到各界研究学者的关注。


(资料图)

石河子大学绿洲城镇与山盆系统生态兵团重点实验室研究团队历时两年,对新疆(南北疆)五个地州的18个不同居群银叶真藓植株个体进行差异性比较分析,探索银叶真鲜植物外部形态和内部结构对不同生态环境的适应性,了解其适应能力及策略,旨在为进一步开发利用银叶真藓种质资源及深入开展遗传多样性研究奠定基础,同时,为干旱区野生植物资料的合理利用与保护及生态植被恢复提供理论依据。

不同生境条件下银叶真藓的个体外部形态结构呈现显著性差异。

研究表明,植物的形态结构和生长环境有着密切的相关性,换句话可以说,植物与其环境是统一的整体,生态环境决定植物的形态建成,在长期的外界环境影响下,植物能够形成适应环境的形态结构。如图一所示,生长在相对低海拔的阿勒泰山附近的银叶真藓,其平均株高显著大于生长在相对高海拔的昆仑山地区附近生长的银叶真藓,相对较为湿润的林场环境,能够为银叶真藓提供更充足的养分和水分,也是促使其生长的因素之一。

图一 不同地区银叶真鲜外部形态

除此以外,荒漠苔藓的叶片具有一种特殊的结构—芒尖,是适应干旱环境形成的特殊形态结构,通过统计分析可知,在昆仑山地区附近和甘肃沙坡头的极端环境条件下植株的芒尖相对较长,这种生长方式能够有效起到延缓减少水分散失,保水,反射太阳光的作用。总之,银叶真藓通过改变自身形态结构,如植株矮小,叶面积较小,较长的芒尖等结构,形成特殊的环境适应策略,缓解不利条件的伤害,提高自身在该生境中的生存能力。

银叶真藓个体解剖结构特征与不同的生境条件存在显著相关性。

不同生境条件下生长的银叶真藓的解剖结构如图二所示,叶片表皮为单层细胞组成,体积较小,近圆形,排列紧密,外层叶片的细胞壁明显折皱,且细胞壁有增厚的现象。从茎横切面能够明显看出,外侧细胞体积较小,排列整齐紧密,细胞壁加厚现象明显,而内部细胞较大,排列较为疏松,形状不规则,细胞壁薄。但统计数据发现,不同居群石蜡切片研究结果个体的茎直径 (um) 和细胞面积 (um2) 都存在显著性相关。

图二 不同种群银叶真鲜解剖结构

银叶真藓能够通过自身形态结构的变化以适应各种环境。

在外界环境改变时,银叶真藓植株个体结构变化最大的是叶片,从而佐证了相关文献报道,叶片变异系数(CV)可以反映叶片的可塑性,叶片形态上发生变化是植物为更好适应环境。其次就是叶细胞面积、叶片芒尖长度、茎直径及株高等一些指标的变化。但不同生境下生理指标是否也会随环境的不同发生变化,环境中的其他因素 (水分湿度、盐碱度、紫外线强度等) 对植株可塑性是否有影响,由环境诱导的表型可塑性变异能否被苔藓类植物遗传等问题,尚需进一步研究。

本研究对不同干旱区域银叶真藓的个体形态和解剖结构进行研究,发现各个结构对不同环境条件也表现出较大的差异性和可塑性,使之能够在较广的生境中繁殖生长,即使在极端环境或是资源受限的胁迫条件下,能够提高了银叶真藓本身的适合度,维持必要的生理生态功能。另外,科学家也期望能将银叶真鲜的强大适应性用于园林绿化等领域。

如此不起眼的耐干藓类植物银叶真鲜,不仅在各种极端环境中一次次上演生命奇迹的大戏,还不断延伸出更多附加的科学价值,不禁让我们想起那首朗朗上口的诗:“白日不到处,青春恰自来。苔花如米小,也学牡丹开。”只不过,银叶真鲜所开的这朵鲜艳的“花”弥漫着更多浓浓的科学气息……

(卓露)(中国日报新疆记者站)

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关键词: 生命奇迹 银叶真藓

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