在農村的塘邊淺灘、山溝淤泥旁,或是靜謐的沼澤濕地里,常常能見到一種纖細的小草——它葉片細長、色澤鮮綠,遠遠望去,和咱們餐桌上常見的韭菜長得一模一樣,可千萬別被這“偽裝”騙了!
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它不僅和韭菜毫無親緣關系,更是碰不得、挖不得的“寶貝”——國家一級保護野生植物水韭。
哪怕只是隨手割1棵,都可能觸犯法律,面臨牢獄之災。
01
形似韭菜非韭菜,竟是3億年“活化石”
水韭,是水韭科水韭屬所有植物的統稱,因葉片形態酷似韭菜,且常年扎根于淺水中、淤泥里,故而得名“水韭”。
中華水韭
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別看它長得不起眼,身世卻十分顯赫。
在2021年國家公布的《國家重點保護野生植物名錄》中,我國分布的所有水韭屬物種,均被列為國家一級重點保護野生植物,地位堪比植物界的“大熊貓”。
更值得一提的是,水韭是地球上極為古老的孑遺植物,其演化歷史可以追溯到距今3-4億年的石炭紀和泥盆紀,是現存最古老的維管植物之一,見證了地球的滄桑變遷,被譽為植物界的“活化石”。
全世界范圍內,水韭約有200余種,而我國目前已知道的水韭物種有14個,分別是:
高寒水韭、中華水韭、臺灣水韭、云貴水韭、東方水韭、香格里拉水韭、保東水韭、湘妃水韭、隆平水韭、青鋒水韭、長興水韭、長樂水韭、福建水韭和余杭水韭。
湘妃水韭
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其中,中華水韭主要分布于長江中下游地區,臺灣水韭為我國臺灣特有物種,高寒水韭則多見于高海拔寒冷濕地,各自有著獨特的生存習性。
很多人會把水韭和韭菜混淆,畢竟二者外形太過相似,但從植物分類學來看,它們完全是“八竿子打不著”的兩類植物。
韭菜
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韭菜屬于百合科蔥屬,是我們熟悉的多年生宿根草本植物,依靠種子繁殖,葉片扁平、有明顯的蔥蒜味,是餐桌上常見的蔬菜。
東方水韭
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中華水韭
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而水韭屬于水韭科水韭屬,是多年生水生蕨類植物,一生無花無果,依靠孢子繁殖,葉片呈半圓柱狀,沒有絲毫蔥蒜香氣,二者的“血脈”淵源可謂風馬牛不相及。
02
獨特生理結構,藏著生存大智慧
水韭的外形雖像韭菜,但其內部結構卻十分獨特,每一處細節都藏著它適應水生環境的大智慧。
它的葉片呈線形半圓柱狀,像一把把細小的翡翠吸管,蓮座狀叢生于粗短的根莖或球莖上,整齊有序,自帶一種清雅的美感。
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若是你小心翼翼地摘下一片成熟的水韭葉片,就能發現它的小秘密:
葉片基部呈白色半透明的勺狀,這個“小勺子”里,藏著一團被透明薄膜包裹的深色結構,那便是水韭的孢子囊——相當于它的“繁殖器官”,也是蕨類植物區別于種子植物的典型特征。
再仔細觀察,還能發現植株外部葉基的孢子囊,多是肉眼可見的土黃色顆粒狀,這是大孢子囊,里面容納著數百粒大孢子。
而靠近內部葉基的孢子囊,則呈深褐色泥狀,是小孢子囊,里面竟藏著數萬到十多萬粒小孢子,大、小孢子相互配合,才能完成水韭的繁殖過程,十分精巧。
透過水韭葉片半透明的蠟質感表層,還能隱約看見它的內部被分成一節一節的,仿佛被精心裁剪過一般。
若是對葉片進行解剖,觀察其橫截面,會發現里面有四個分隔的氣腔,中央是纖細的維管束,整個截面看起來就像一個小小的“田”字。
這意味著,水韭的葉片內有4個縱行氣道,圍繞著中央的中肋分布,并且被橫隔膜分隔成一個個節段,隔膜上還布滿了細小的氣孔,方便氣體在葉片內部流通,為它的光合作用和呼吸作用提供保障。
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除了葉片,水韭的根也十分特別,它長著少見的多回二歧分支,像一個個細小的分叉網絡,這種根系結構能最大限度地增加與土壤的接觸面積,從而更高效地吸收水底淤泥中的水分和少量養分。
若是觀察水韭根的橫切面,還能發現其內部有一個大大的氣室,維管束分布在一側,這個氣室就像一個“儲氣囊”,能儲存從水底吸收的二氧化碳,為葉片的光合作用源源不斷地提供原料。
正是這些獨特的根、莖、葉結構,讓水韭能在缺氧、貧瘠的水生環境中穩穩扎根、自在生長。
03
反向操作!靠根吸二氧化碳
通常來說,貧瘠的水生環境中,很難長出密集的植物群落,因為水底淤泥養分稀少,難以滿足植物光合作用的需求。
云貴水韭的根
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但水韭卻偏偏“反其道而行之”,格外偏愛這類養分稀缺、水質干凈的貧瘠水生環境,這背后,全靠它獨有的“生存絕技”。
我們都知道,一般的水生植物,主要通過葉片和莖干吸收水中的二氧化碳,用于光合作用。
但水韭的葉片表面,氣孔卻十分稀少,很難高效吸二氧化碳,于是它進化出了一項“超能力”——主要依靠根部吸收二氧化碳。
水底沉積物在微生物的作用下會分解產生大量二氧化碳,這些二氧化碳能輕松穿過水韭根部的表皮,進入根部的氣室,再通過氣道輸送到上部的葉片,為光合作用提供充足原料。
而水底淤泥中的二氧化碳濃度,比上部水體高出好幾倍,這就為水韭的“根吸收策略”提供了得天獨厚的條件,讓它在貧瘠環境中也能“自給自足”。
04
為什么會演化出“旱生植物的技能”?
更令人驚嘆的是,科學家在對一些水韭物種的研究中,竟發現了一個反常的現象:
水韭的葉片中,存在類似旱生植物(如仙人掌、景天)的景天酸代謝(CAM)特征。
余杭水韭
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景天酸代謝是旱生植物為了適應干旱環境、減少水分蒸發而演化出的生存策略——它們會在夜間打開氣孔,吸收空氣中的二氧化碳并儲存起來;白天則關閉氣孔,避免水分流失,同時利用夜間儲存的二氧化碳進行光合作用。
可水韭常年生活在水中,根本不缺水,它為什么會演化出這種“旱生植物的技能”呢?
經過深入研究,科學家終于揭開了謎底:這種機制能讓水韭打破時間限制,白天黑夜都能持續吸收根部輸送的二氧化碳,同時還能循環利用自身呼吸作用產生的二氧化碳,大幅提升光合效率,最大限度地利用有限的資源,維持自身的生長發育,堪稱植物界“節能增效”的一把好手。
也正是這種獨特的代謝方式,讓水韭能在貧瘠的水生環境中脫穎而出,歷經億萬年而不衰。
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05
結語
它不是田間的野生韭菜,不能采來煎雞蛋、做菜肴;它是億萬年的孑遺珍寶,是國家一級重點保護野生植物,是地球演化的“見證者”,更是具有極高科學價值的“活化石”。
在此提醒大家,今后若在水邊見到這叢“似韭非韭”的綠意,請駐足欣賞,默默守護,千萬別去采摘——因為每一株水韭,都是地球寫給未來的一封綠色情書。
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參考文章
[1]《中國水韭屬植物的分類與保護現狀》,張憲春、王青鋒,植物分類學報,2018年
[2]《孑遺植物水韭的生理生態適應性研究進展》,李建科、趙艷,西北植物學報,2020年
[3]《中國蕨類植物圖譜》(水韭科專章),陳心啟、吉占和,科學出版社,2019年
[4]《國家重點保護野生植物名錄(2021年版)》,國家林業和草原局、農業農村部,2021年
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