植物战争

　　　　水下的杂草 大叶藻 (Zostera marina) 8月的霍尔尼斯 我们与奇妙植物的相遇始于弗伦斯堡狭长的海湾边上的一次散步。波罗的海在这里非常浅，一片风平浪静，和北海肯定是不能相比的。虽然从霍尔尼斯这弹丸之地北边狭长的陆地尖角可以眺望对岸的丹麦，我们的注意力却被河岸堤坝上那些被河流冲刷的区域吸引。由棕色带子包裹而成的厚厚的软垫在这里“凌乱”地散落着，凑近一瞧却发现它们都是一些狭长的叶片，都长在一根茎秆上。这里也有许多掉落下来的，被冲到岸边的翠绿植物。它们并不像那种随处可见的海藻一样属于藻类，而是一种显花植物。当我们举着它们面对阳光时，发现这些草绿色的叶子是透明的，闪烁着耀眼的光芒，同时质地坚韧。在湖水中，这样的植物数不胜数，让人不禁联想到禾本科杂草一类植物，但实际上和真正的禾本科杂草没有半点关系。植物学家把它们划分为单独的大叶藻科。我们在这里看见的就是分布在德国海岸的两种藻类之一的大叶藻。它的一位小兄弟——矮大叶藻主要分布在北海，体型要小一些。 真正的海洋栖居者 浅浅的海滩让我们可以大胆地蹚水而行，走进海洋，细心地观察四周的环境。在大约1米深的海水中出现了一簇大叶藻。它们完全沉没在水中，整个生命周期都在被海水包围中度过。由此可见，它们是真正的海洋植物，也是显花植物中绝无仅有的特例。在海底生长的显花植物对我们来说是很不寻常的，因为说到海洋生物，人们想到更多的是海鱼、海星、贝壳、海草或其他藻类，而这些“其他藻类”与显花植物没有关联，因为它们代表着一类完全不同的生物。它们如此特殊，以至今天甚至都不再被归入植物行列，而被当作一类独立的生物群体看待。 只有很少几种植物成功地从陆地走入了海洋。海水中含有盐，对植物的生存构成了严重威胁。细胞中过多的盐分会损害机体，因此，植物若想在盐分高的环境中生存，就必须调整自身新陈代谢的方式。 在海底绽放 8月的大叶藻已经开花了。它们在海洋中能开出花朵吗 请你想象一片开满风铃草、春白菊和野石竹的草坪，再想象一下这片草坪被淹没的情景。水位如此之高，以至所有的花朵都完全沉浸在水中。它们撑不了多久的，等待它们的是逐渐死去和腐烂。*难想象的是，这些花朵还能成功传粉。鱼儿对它们没有兴趣，小虾小蟹也对它们不理不睬，更不用说花蜜会被海水冲散。 人们会认为，显花植物都是陆地生物，是在空气中成长起来的。对大多数的物种来说，的确是这样的情况。在演化过程中，显花植物从陆地上成长起来，并栖居在各种各样的环境里，形成了物种的多样性。尽管它们*遥远的祖先是海洋藻类，但它们仍然是陆地生物。如果做一个小小的梳理的话，显花植物是按照“藻类—蕨类—苏铁类—显花植物”的顺序演化而来的。不过植物也遵循这样的规则：凡规则皆有例外。 一些哺乳动物从陆地进化到海洋并完全适应了海洋环境的生存方式，比如鲸，也有为数不多的植物选择了重新在水中生活。所有在池塘、湖泊和河流中生长的水生植物都源于曾经在陆地诞生的物种。而且大多数水生植物的花朵都生长在水面之上，如同陆地植物一样以昆虫和风作为传粉的媒介。 但让人意想不到的是，有少数从陆地进化到水中的植物的花朵竟然长在了水面之下，并产生了水下传粉的方式。 如何在海水中传粉 我们谈到的这种植物不仅完完全全地在水下生活，还能在水下开花结果。这些花朵长什么样它们是怎么完成传粉的呢 大叶藻的花朵与真正的禾本科植物有着一些相似之处：体积小，不那么引人注目。很显然，硕大而绚烂的花朵在海洋里是没有意义的。因此它们的花朵很小，并且只包含了功能性器官：要么是释放花粉的雄蕊，要么是含有胚珠的子房。然而在水中产生粉尘状的花粉同样是没有意义的，我们仍然不知道花粉是如何在水中进行传播的。动物没有能力完成水下传粉，因此唯一的传粉媒介就是水，类似于陆生植物风媒传粉的方式，但这也绝非易事。 陆生风媒植物的花粉十分轻盈，甚至可能会随风飘散。比如松树和榛子树，它们的花粉就像一团黄色烟雾随风传播。在水中却有一个根本性的难题：如果花粉粒太重，它会沉入水底；如果花粉粒很轻，就会浮到水面“随波逐流”。无论哪种情况，传粉都不会成功，因为作为接收部分的子房始终都位于水下，无法接触到花粉。 于是大叶藻的花粉就具有了一种不同寻常的形状：像一根小香肠，大约2毫米长，非常细。这种“花粉肠”的密度恰好与水相同，可以在水里漂流。在海流的作用下，这些花粉四处漂游（如果还能把它们称为粉末的话），随后就会踏上通往子房柱头的路途。 植物的种子会沉入海底，因为幼苗必须在基质上生长，不久后就会形成结实的根状茎，蜿蜒前行，爬向地面，不断产生新的叶子。人们能在水下3~10米深的位置发现延展开来的海草床。这些1米多高的海洋植物一根一根地立着，狭长的叶片在波浪中漂荡，像是陆地上的小草在风中摇摆一样。现在人们也能理解这种植物的学名了，因为“Zostera”这个词来源于希腊语中的“Zoster”，即古希腊男子用的束带，喻指这带状的叶片。其物种名“marina”则来源于拉丁语的“marinus”或者德语单词“Meer”（海洋）。 一些淡水植物也具有类似的水下传粉机制。其中，将这种机制运用得登峰造极的就是金鱼藻，有时候它会在湖水中大面积地出现。随后我们还会和这种植物再见面的。 海草床 大叶藻生长在地球上的许多沿岸水域中。其实它仅分化出不多的几种，外观都大同小异。在地中海中就生长着一种波西多尼亚海草，大致构成了西班牙马略卡岛海滩延伸出的海草床。 这些海草床对于维系海洋生物的生存具有重要意义。许多幼鱼就藏身在这些茂密的水下草垫之中，寻找着觅食的机会。此外，这些海草床也是海洋鱼类重要的繁殖场所。对于鱼类和鸟类来说，植物本身就是一种重要的食物来源。海草床也为一些稀有生物提供了生存空间，比如海龙和海马。两者都属于硬骨鱼纲，外表包裹着一层由骨环构成的甲胄，因此它们都不善游泳，喜欢栖息在海藻之间或者海草床中。说到海马，我们通常认为它们生活在热带水域，其实它和海龙在欧洲的大西洋海岸也出现过。海龙的外形就大不相同了，它们狭长的身体实际上和海藻的叶片十分相像，而淡褐和淡绿混杂的色彩使这种“伪装”更为逼真。海马大多数情况下直立在水中缓慢游动，嘴巴朝上，躲在茎类水草之间伺机捕食猎物，就像小螃蟹一样。一些宽吻海龙也生活在波罗的海的潮间带之下，身体长达30厘米。 在地球上的其他地方，海草床也常常被海洋动物们啃食，比如海牛，它们现存的4个种类都栖息在热带海水中。这一切，如同我们在陆地上所熟悉的景象在海底的投影一般！ 濒危的栖息地 在北海中曾经生长着一片片广阔的海草床，它们对于鲱鱼群来说是有着特殊意义的繁殖场所，但它们却遭到了一种来自北美的真菌的严重破坏。自20世纪30年代以来，波罗的海的海草数量也在急剧减少。在格赖夫斯瓦尔德湾，海草床的覆盖面积在1930年到1988年的58年间减少了大约95%。为什么会出现这种现象呢德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心的海洋生物学家菲利普·舒伯特表示：“我认为对海草床造成*大威胁的是水体的富营养化，而这首先是排放的农业废水造成的，与生活和工业废水相比，它的排放量一直没有减少。此外海水温度的上升也是一个不可忽视的因素。我们的研究小组之前发现，水温如果因为夏季的热浪超过了25℃，那么对于一些浅滩的海草可能是致命的。*后，海岸防护工程和泥沙疏浚措施也会对当地的海草数量造成巨大威胁。” 水体富营养化或者过度施肥也是陆地上许多物种减少的原因，但人们对此有理由保持一定程度的乐观。舒伯特表示，“至少在波罗的海德国沿岸区域的海草还保持着良好的生长状态。它们甚至蔓延到了一些从前未生长过的地方”。减少氮素输入的一系列努力也取得了许多成果。 但从全球范围来看，海草床的确是海洋中受到威胁*严重的栖息地之一。拖网、堤坝和混浊的海水给海草带来了很大的危害。船舶航行搅浑了水，继而影响了光线的射入，导致大叶藻无法正常地生长。靠近海岸边富营养化的海水让大叶藻的叶片上附生了许多藻类，这同样阻碍了大叶藻的生长。 由于海草的数量急剧下降，生物学家们也想方设法为它们寻找新的居所。他们帮助大叶藻恢复独立生长的能力，以实现正常的繁殖。2009年的秋天至2010年的春天，在距离中国北方海港城市青岛不远的黄海海岸出现了一幅惊人的景象。中国的科学家和助手们在退潮之后种植了1700平方米的大叶藻。在一排排海草之间的淤泥中，他们插入了拳头大小的石头来固定大叶藻的根茎（此外，这些生物学家还把一些生长状态良好的根茎转移到了海岸的安全位置）。只有这样，他们才能保证这些还未扎根的植物在潮水来临时不会被冲走。人们可以想象，仅间隔25厘米就栽种一棵植物是一件多么费时费力的事情。我想让各位读者亲自来算算，到底需要多少棵植物才能在这么大的面积上完成栽种工作。但是所有的付出都是值得的，因为栽种的大部分大叶藻都生了根，长成了一片新的海草床。 大叶藻和海龟 在北美东海岸也生长着大叶藻，两位动物学家就是在这里获得了惊喜的发现。这里不仅有海水促进海草种子的散播，海龟也发挥了相同的作用。在科学研究中，经常会有一些偶然事件帮大忙。在一次关于钻纹龟食谱的研究考察中，生物学家们在巴尔的摩和诺福克之间的切萨皮克湾抓住了几只海龟，并把它们放在水族箱里几天。在这段时间里，生物学家们并没有给这些钻纹龟喂食，也没有收集它们的排泄物，目的是更加精确地研究它们体内的动植物残留物。 人们随后在对海龟粪便的一系列深入研究中发现，粪便中的确含有很多海草的种子。于是一个疑问就产生了，这是不是和动物传播有关呢现在人们还必须进一步判断，这些经过海龟肠道的种子是否还具有发芽的能力。这其实很简单，生物学家们只需将这些收集来的种子清洗干净，埋进泥沙，然后用海水浇灌。请睁大你的双眼吧，是的，这些种子发育成了一些新的小植物，海龟们还真是为这些不起眼的海草做出了大贡献。这是关于这个世界动植物共生现象的绝佳例子。