我在苔藓漫步中学到的

旅行的领导者罗伯特·怀亚特和他的妻子安·斯通伯恩在2018年卡洛韦本地植物会议上观察各种苔藓生长在裸露的花岗岩上。汤姆奥得河

如果你碰巧沿着北卡罗莱纳州的蓝岭公园路开车,在第424.8号里程碑处的狼山观景台停了下来,你自然会想看看蝴蝶在山坡上飞舞的野花上。那景色很壮观,但你身后还有一个更有趣的地方,不过你得靠得近才能欣赏到。

往回走,穿过马路,来到一堵巨大的裸露花岗岩墙前,仔细观察。你将获得一个花卉幻想世界。在高耸的花岗岩中,沿着路边生长着阿巴拉契亚山脉最多样化的本地植物群之一。作为2018年卡洛韦本地植物会议的一部分,参加苔藓实地考察的参与者们对至少四种圣约翰草惊叹不已,其中包括一种非常罕见的植物。它们和一长串人物一起绽放着——一朵太小的绣球花不知怎么还在开花;蓝雀的两种;两种不常见的植物,帕那索草和流苏草;葡萄的虎耳草属植物;蓝岭矮蒲公英;鲍曼的根; sundews, a carnivorous plant; and liverworts.

这些植物之所以能在那里,是因为有一颗不起眼的明星:苔藓——十多颗苔藓为这些大型植物的茁壮成长创造了完美的条件。

苔藓是如何生长的?

Ann Stoneburner告诉参加西卡罗莱纳大学主办的会议的植物爱好者:“苔藓生长在岩石中土壤聚集的小角落和缝隙中。”斯通伯恩曾是乔治亚大学的一名生物学家,她和丈夫罗伯特·怀亚特(Robert Wyatt)一起带领这次实地考察。罗伯特·怀亚特是乔治亚大学植物学和生态学名誉教授。“苔藓没有根,”Stoneburner继续说,“而是由一种叫做根茎的毛发状结构固定住。”

怀亚特由此得出结论:碳酸形成,分解岩石,加深土壤聚集的空隙。苔藓本身也产生有机物质,可以融入到土壤中,增强其保持水分的能力。这一过程为某些植物的生长和存活创造了更有利的小气候,当种子落在苔藓上时,这些植物就会发芽。

使这种植物生态系统成为可能的是水不断地从岩石上滴落下来并穿过岩石。事实上,在我们参观期间,有太多的水从山的一侧渗到生长在那里的植物上,以至于从植物上落下的水滴在我们脚下的水池中产生了微小的飞溅,给人一种下雨的错觉。“这被称为垂直渗水沼泽,”怀亚特说。这种类型的沼泽出现在自然垂直岩石表面的相似海拔,非常罕见。“阿巴拉契亚山脉的这部分是一片红色云杉-弗雷泽冷杉林,”他在解释垂直渗水沼泽是如何形成的时说。“山顶的苔藓地面会吸收雨水,然后慢慢排出,让雨水渗透到岩石上。”

这是我在野外旅行中对苔藓的第一件事:它们并不总是生长在森林地面潮湿和阴凉的地方。事实上,它们可以生长在普通观察者最不可能发现它们的地方——在这种情况下,裸露的、湿漉漉的岩石上,暴露在阳光直射和凉爽的温度下,特别是在冬季,海拔5500英尺。

在一整天的实地考察中,我还了解到许多关于一种叫做苔藓的特殊植物的迷人事实。它们是地球上最古老、最多样的植物之一。最古老的苔藓植物化石——苔藓、苔类和角苔类——可以追溯到上泥盆世(距今约3.5亿年前)。怀亚特对此进行了分析:“但大多数人认为,它们与绿藻的分化甚至更早,可能在500 MYBP。它们也是仅次于被子植物的第二大多样性陆生植物群,据估计有15,000种苔藓、9,000种地苔和100种角苔,总共约25,000种。它们比蕨类植物和同类蕨类植物更加多样化,在数量上大大超过裸子植物。”

以这些为背景,以下是我在旅行中了解到的关于苔藓的其他一些东西。

名字有什么关系

绿山蕨苔
海蕨可以在倒下的树上生长。 桑迪Ching /伤风

在青苔小径上,你得到的远不止青苔。我们的目标是看苔藓——你会看到很多苔藓。但是苔藓专家和爱好者也对其他植物感兴趣。怀亚特和斯通彭斯花了很多时间指出我们徒步旅行中许多有趣的植物。这些灌木包括灌木金银花(Diervilla sessilifolia)、高灌木蓝莓(Vaccinum corymbosum)、卡托巴杜鹃花(rhododendron catawbiense)和巫槐(Viburnum lantanoides);多年生开花植物,如蓝珠百合(Clintonia borealis)、绿头圆锥花(Rudbeckia lacinata)和土耳其帽百合(Lilium superbum);蕨类植物,如花蕨(Dryopteris intermedia)、南方蕨(Athyrium Filix-femina)和干草香蕨(Dennstaedtia dottilobula);大量的树种,包括两种最著名的在阿巴拉契亚山脉的北卡罗莱纳西部地区的红杉(Picea rubens)和弗雷泽冷杉(Abies fraseri),以及大量的草类、苔草和其他植物。

大多数苔藓没有常见的名字,但有些有。怀亚特承认:“大多数苔藓就像一个独立的世界,即使对植物学家来说也是如此。”他解释说,这是因为苔藓太小,在大多数植物群落中很少占主导地位,所以往往被大多数植物学家忽视。

这就像在一间户外教室里,他和Stoneburner用学名描述我们看到的几乎所有苔藓,学名是属和种的组合。其中一组是“羽毛”苔藓,这是一组在云杉林中普遍存在的物种,它们可以生长在土壤、树木甚至岩石上,因其分枝的习性而得名,这种习性使它们看起来像鸟的羽毛。这比我们看到的五种羽毛藓的名字要容易记住得多,这五种羽毛藓是:海蕨、海蕨短叶蕨、Rhytidiadelphus triquetrus、海蕨(Ptilium castra-castrensis)和海蕨。

星苔和瓢虫
这种苔藓因其形状而被恰如其分地命名为星苔。 sabbracadabra /伤风

其他有普通名字的苔藓包括星苔,之所以叫星苔,是因为从茎尖看,它们的叶子看起来像星星;蕨类苔藓,看起来像小型蕨类植物;毛帽藓,得名于覆盖在孢子囊上的结构,它是羊毛状的,看起来像一顶帽子;还有棕榈树苔藓,它有一个末端的莲座状叶子,使它看起来像一个微型的棕榈树。

苔藓的科学名称并没有林奈的血统。“开花植物的学名可以追溯到1753年的林奈,”怀亚特说,并补充说,“林奈并不是非维管植物的专家。”因此,他解释说,“苔藓的学名可以追溯到约翰·海德维格(Johann Hedwig)和他死后1801年出版的一本关于苔藓的出版物。”在草岭(路标436.8,海拔5250英尺),我们发现了一种以海德薇命名的苔藓,Hedwigia ciliata。怀亚特说,有趣的是,你会发现这种苔藓生长在山前山区的花岗岩露头上,在那里,它总是与景天属植物(Sedum pusillum)联系在一起,这是一种濒危的景天属植物,或称石葵。

不要试图记住你听到的所有学名——除非你是植物学专业的学生。就苔藓而言,植物学家没有太多选择,因为大多数苔藓都没有常见的名称。有些拉丁名字是真正的绕口令,你会听到这么多拉丁语,如果你试图记住所有的,到晚上你的头可能爆炸!此外,实地考察领队并不期望你记住所有的植物名称。他们只是想让你享受散步的过程,并学习基本要领。

石松属植物
青苔根本不是青苔。 Sokolenko /伤风

有些被称为苔藓的植物并不是苔藓。其中一个例子是驯鹿苔(Cladonia rangiferina),这是一种生长小、块状的地衣,在北极大量存在,是驯鹿的食物来源。它一直沿着阿巴拉契亚山脉的脊椎延伸。怀亚特和Stoneburner发表了一篇论文,将其范围扩展到亚拉巴马州和乔治亚州的花岗岩露头。我们在451.2里程碑处的Waterrock Knob/Yellow Face处看到了不寻常的大块儿。海拔6292英尺,是美国东部第16高的山峰。另一个例子是club moss,或Lycopodium,这是一种与蕨类植物相关的维管植物。它的俗称来自于孢子囊(strobili)的棒状形状。第三个例子是西班牙苔藓(Tillandsia usneoides),它不仅不是苔藓,甚至不是西班牙的!这种长而垂的灰色附生开花植物属于凤梨科,在美国南部从佛罗里达到德克萨斯州的柏树和橡树上经常可以看到。

为什么苔藓这么小

苔藓在澳大利亚
海苔是世界上最大的苔藓,但只能长到两英尺。 Velela /维基共享

苔藓是一种通常被称为苔藓植物的植物,它还包括地苔和角苔,它们没有维管组织,这限制了它们的大小。怀亚特说,我想到的大多数植物都是维管植物。这包括开花的多年生植物和一年生植物,草和开花的灌木和树木,针叶树,苏铁,银杏和蕨类植物。所有这些器官都有维管组织,对植物生长起着至关重要的运输功能:木质部负责导水,韧皮部负责导糖。如果你曾经在植物散步时听到这些词,并觉得它们听起来似曾相识,看看周围的其他人。他们中的许多人可能也在默默想着和你一样的事情。现在我知道为什么我九年级的生物老师说要上课专心了——也许有一天你会发现这些信息很有用!怀亚特指出,世界上最大的苔藓是超级豆苔。它生长在澳大利亚东南部的蓝山,虽然与大多数维管束植物相比,它在成熟时体型较小,但可以长到两英尺多高。

苔藓没有捕食者。“没有什么东西以它们为食,”斯通伯恩说。但是,她指出,它们以其他不太为人所知的方式为动物王国服务。“它们有小型无脊椎动物住在里面,在里面筑巢,把它们当作猎场,”比如水熊、鼻涕虫、鹤蝇和苔藓虫。许多种类的鸟类用苔藓装饰巢穴。

苔藓没有侵入性。事实上,Stoneburner说,如果你试图拥有一个苔藓草坪,你将不断地进行一场战斗,把草本植物和草从你的苔藓床中拔出来,因为它们的种子会在苔藓席中扎根,发芽,幼苗将茁壮成长(就像在狼山的岩壁上一样)。她说,南阿巴拉契亚地区就是一个例子。在某些情况下,苔藓会广泛覆盖倒下的树木,这些树被称为护理木。之所以叫这个名字,是因为云杉、冷杉和桦树的种子落在覆盖在原木上的苔藓床上,在苔藓生长的潮湿环境中发芽,生长出新的树木。beplay体育官网电脑同样的事情在不同程度上发生在景观中的苔藓花园中。

对您的花园有益

乳牙苔藓
草会让你花园里的青蛙开心。 bogdan ionescu /伤风

种植苔藓有一些很好的理由。其中包括:覆盖裸露的土壤(Atrichum);防止侵蚀(Bryoandersonia);向土壤中添加营养物质(白齿兽和异齿兽);为无脊椎动物(白藻目、双藻目和多毛目)提供生境;为鸟类提供筑巢的材料,为蝾螈和青蛙提供栖息地。

苔藓会成为自身自然美的牺牲品。我们在水岩岬(Waterrock Knob)的第一部分经过了太多的护树,这片区域就像徒步旅行者在太平洋西北部可能看到的那样。斯通伯恩说,苔藓不会在这些原木上生根,这有时会导致这些山上发生的最悲惨的事情之一。“偷猎者把原木上的苔藓卷起来,移走,或者把它们从山坡上剥下来,卖给精品店,用来包装篮子或各种物品,卖给不知道它们来源的买家。”

苔藓有很多惊人的特征。苔藓具有很强的抗旱性,似乎可以起死回生。“我们可以把一棵苔藓放在柜台上几个星期,甚至把它放在一个特殊的信封里,这是他们在草本植物中所做的,把它弄湿,把它放在强光下,它就会再次开始光合作用,”Stoneburner说。“它们能承受极端干旱,甚至在几年后仍能恢复生长,这一点众所周知。”

poikilhydrodric是这个特征的术语,它指的是植物不能调节内部水分流失,因此,在任何给定的时间对环境中可用的水量做出反应。beplay体育官网电脑怀亚特说,这使得它们能够在补水后的15分钟内恢复最大限度的光合作用,甚至超过复活蕨。

有趣的是,苔藓不生长在盐水环境中。beplay体育官网电脑怀亚特说:“不管出于什么原因,它们就是不能忍受盐。”“有许多维管植物,它们有各种各样的方法在根部排除盐分或从叶子上的特殊腺体排出盐分。可能这些适应需要维管组织才能有效。”

苔藓和其他小型非维管植物的区别

各种各样的苔藓
对于苔藓来说,外表是很有欺骗性的。 汤姆奥得河

Stoneburner说,在散步和徒步时仔细观察,如果有一本好的野外指南和练习,就会很容易识别出主要类群的区别,也就是苔藓、地衣、角苔和地衣。她把这比作区分开花树木和针叶树。一旦你熟悉了这些群体,你就会开始识别常见的物种。

苔藓有一些非常整齐的苔藓亲戚。如果你观察力好,你会在散步时认出苔类植物和角苔类植物(前者我们见过很多,后者一个也没有),你的野外同伴无疑会指出它们并询问它们的情况。这些森林里的居民实在太有趣了,不能擦肩而过。

在外行人看来,许多苔藓可能看起来很像。对于植物学家和分类学家来说,所谓的“长相相似”可能是完全不同的。怀亚特说:“在更高层次的分类中,二倍体孢子体的特征很重要。”在一个属内,大多数物种是由显性单倍体配子体的叶和茎特征来区分的。利用DNA遗传标记的研究证据表明,许多苔藓物种,尽管在叶片形状、边缘或中脉上似乎有微小的差异,但它们的分化比典型的开花植物物种更强烈。”

这是观赏苔藓和其他苔藓植物的最佳时间。“这是在东南部的冬天,树叶从树上掉下来之后,”Stoneburner说。那时它们长得很多,通常是森林中最亮的绿色元素。“罗伯特过去常开玩笑说,夏天他可以研究开花植物,冬天他可以研究苔藓,因为它们非常喜欢阳光!”

“我的植物在睡觉!”怀亚特喊道。他补充说,寻找苔藓的好地方是新路堑朝北的斜坡。“很多人说地衣是最先出现的,但实际上,是苔藓。”

苔藓在生态上非常重要。泥炭沼泽是一个重要的碳汇,估计储存了550亿吨碳。泥炭是泥炭沼泽呈酸性的主要原因。北美拥有全球40%的泥炭地,面积达173.5万平方公里。

苔藓如何繁殖

大多数苔藓是单性的,有独立的绿色多叶雄性和雌性植物,像在动物中一样,产生精子和卵子。这与大多数开花植物相反,它们是两性或雌雄同体的。绿叶植物有性繁殖的结果是一根茎,茎上有一个荚膜,从绿叶植物的上方升起,并一直附着在上面。正是在包囊中产生的孢子通常被风吹散并传播很远。例如,在南阿巴拉契亚山脉的高海拔地区看到的许多北方羽毛藓也可以在斯堪的纳维亚半岛的低海拔地区找到。成熟时,青苔胶囊会爆裂,威力之大,甚至有人声称能听到它们爆裂的声音。

苔藓也可以无性繁殖。传播苔藓的一种方法是,撕下一些苔藓,用手揉搓,然后把小块的苔藓撒向风中。如果找到合适的位置,每一小片苔藓茎或叶都能长出新的苔藓。

苔藓漫步时你应该带一些工具。它们包括:一本野外指南(如果你在东海岸,《东北和阿巴拉契亚的常见苔藓》是一个很好的选择);10倍和20倍的手镜,可以看到肉眼难以看到的更细微的特征,如叶子边缘的牙齿,有时可以依靠这些特征进行识别;清理塑胶袋以收集标本;手杖;瓶装水;杀虫剂;还有一个可以存放各种物品的背包(飞钓背心有很多口袋,也可以用,但夏天散步时可能会很热)。请注意,在美国林务局的土地上收集植物是不允许的,在私人财产上徒步之前一定要征得许可。

最后,我发现我最初了解到的关于苔藓的一件事原来是一个神话。如果你在树林里迷路了,不要去找树北面的苔藓,以为它能帮你找到回家的路。“这是一个神话,”怀亚特笑着说。“别指望那个!”

“苔藓可以绕着树转,”Stoneburner说,并补充说,“如果你试图通过寻找树北侧的苔藓来找到走出树林的路,你可能会发现自己在绕圈!”