不同生長類型蘚類植物莖的形態解剖研究

蔣潔云

摘要對不同生長類型的15種蘚類植物莖進行解剖學觀察和比較分析,結果表明:不同生長類型的蘚類植物,各部分結構變化稍有差異。

關鍵詞蘚類植物;莖;形態解剖

中圖分類號Q949.35+文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)11-0009-04

水分是植物生存的重要條件。維管束植物依靠強大的根系系統和有效的內部傳導系統,將水分從土壤中吸收并通過內部傳導系統運送到植物體的各個部分。蘚類植物是高等植物中最低等的一個類群,是植物由水生向陸生演化的過渡類群,構造簡單,缺乏維管束,沒有真正的根系系統,因而具有有限的直接控制水分的能力,屬于變水植物[1]。為適應環境生存,一些苔蘚植物因為具有可變水性而具有非常強的抗旱能力,也有一些蘚類植物具有很強的持水能力[2]。一些蘚層的持水量是其自身的5倍以上。筆者從解剖學的角度,對不同生長類型的蘚類植物莖進行形態解剖觀察,比較各結構之間的差異,以期更好地了解蘚類植物適應環境的機制。

1材料與方法

1.1試驗材料

選擇中生環境下不同生長類型的15種蘚類植物。所有標本存放于畢節學院植物標本室。

1.2試驗方法

挑選生長健壯、顏色新鮮的標本,放入清水中浸泡,30min后取莖中上部進行橫向切片,然后在XSP-18A顯微鏡下觀察,用OLYMPUS FE-280相機拍照。

2結果與分析

蘚類植物莖的橫切面可以分為表皮、皮層和中軸3個部分。不同生長類型的蘚類植物,各部分結構變化和主要導水組織稍有差異(見表1)。

(1)疣肋曲柄蘚(Campylopus schwarzii Schimp)。采自畢節陽山山頂,沙土,環境干燥,密集叢狀生長。莖橫切面圓形。表皮細胞1~3層,四至六邊形,小形,厚壁,棕紅色。皮層細胞五至六邊形,透明,薄壁,角隅加厚。中軸細胞四至六邊形,小形,透明,薄壁,細胞角隅處加厚(見圖1)。

(2)云南墻蘚(Tortula yunnanensis Chen)。采自畢節學院花池墻角,石壁薄黏土,濕潤,密集叢狀生長。莖橫切面近圓形。表皮2~3層,小形,厚壁。皮部細胞大,圓五至六邊形,透明,薄壁,角隅加厚。中軸分化不明顯(見圖2)。

(3)黃絲瓜蘚(Pohlia nutans(Hedw.)Lindb)。采自畢節陽山華山松林下,沙土生,環境干燥,密集叢生。莖橫切面五邊形。表皮細胞2層,圓多邊形,棕黃色,厚壁。皮層細胞多層,大形,透明,薄壁,角隅加厚。中軸細胞六邊形,小形,透明,薄壁,角隅加厚(見圖3)。

(4)金發蘚(Polytrichum commune Hedw)。采自畢節陽山,環境干燥,密集成片生長。莖橫切面不規則五邊形。表皮細胞1~3層,六邊形,厚壁,角隅處強烈加厚,紋孔明顯。外皮層細胞角隅處強烈加厚,紋孔明顯。多數皮層細胞圓多邊形,薄壁,角隅加厚,有集中在一起的小形厚壁細胞。中軸細胞薄壁,明顯分兩部分,外圍2~4層細胞形狀不規則,小形,厚壁,橫向排列延伸至皮層;內部面積大,細胞近圓形,壁薄,角隅加厚(見圖4)。

(5)皺葉匍燈蘚(Plagiomnium arbusculum(C.Muell.)T.Kop)。采自赫章縣洛布石林洞口,土生類型,陰濕環境,密集成片生長。莖橫切面近圓形。表皮細胞2~3層,圓形,厚壁。外皮層細胞有紋孔場,皮層細胞薄壁,角隅不明顯加厚,有小形厚壁導水細胞。中軸細胞多邊形,小形,薄壁,角隅加厚(見圖5)。

(6)東亞小金發蘚(Pogonatum inflexum(Lindb.)Lac)。采自畢節陽山,溝邊,沙土生,環境濕潤背陰,密集成片生長。莖橫切面不規則五邊形。表皮細胞1層,橢圓狀六邊形,厚壁,棕紅色,細胞胞腔透明部分為橢圓形。皮層細胞多層,薄壁,角隅加厚,在對應的橫切面角部,有集中成束的厚壁細胞。中軸細胞小,圓多邊形,壁薄,角隅加厚(見圖6)。

(7)樹蘚(Girgensohnia ruthenica(Weinm.)Kindb)。采自梵凈山,稀疏叢生。莖橫切面近圓形或圓三角形,密生假根。表皮細胞3層,圓多邊形,胞腔圓形,透明,壁厚,棕紅色。皮層細胞薄壁,四至十邊形,角隅加厚。中軸比例小,細胞長方形或圓多邊形,壁薄,角隅加厚(見圖7)。

(8)砂蘚(Racomitrium canescens(Hedw.)Brid)。采自畢節靈峰峙,路邊巖面薄土,環境干燥,稀疏生長。莖橫切面圓形。表皮細胞2~3層,多邊形,棕紅色,厚壁。皮層比例大,細胞四至六邊形,壁薄,角隅加厚。中軸不分化(見圖8)。

(9)網孔鳳尾蘚(Fissidens areolatus Griff)。采自洛布石林,石壁薄土,濕潤,稀疏生長。莖橫切面卵形。表皮細胞2層,六邊形,厚壁。皮層細胞多層,五邊形,薄壁,大形,透明。中軸細胞小,薄壁,角隅加厚(見圖9)。

(10)急尖耳平蘚(Calyptothecium hookeri(Mitt.)Broth)。采自梵凈山黑河灣,石生類型,水濕環境,交織生長。莖橫切面圓形。表皮細胞多層,多邊形,厚壁,具紋孔場。皮層細胞圓多邊形,角隅加厚,與表皮細胞分界不明顯,逐漸過渡為薄壁細胞,有小形厚壁細胞。中軸分化不明顯(見圖10)。

(11)塔蘚(Hylocomium splendens(Hedw.)B.S.G)。采自梵凈山,林下濕生,交織著生。主莖橫切面橢圓形。表皮細胞多層,多邊形,壁特厚,紅色,具紋孔場,胞腔小。皮層細胞圓多邊形,薄壁,角隅加厚,細胞壁清晰,有小形厚壁細胞。無中軸分化(見圖11)。

(12)穗枝赤齒蘚(Erythrodontium julaceum(Schwaegr.)Par)。采自畢節靈峰峙,干燥石壁,環境干燥,平鋪生長。莖橫切面橢圓形。表皮細胞3層,長六邊形,厚壁。皮層細胞多層,五至六邊形,大形,透明,薄壁,角隅加厚不明顯。中軸分化不明顯,比例小,由幾個略小的薄壁細胞組成(見圖12)。

(13)鼠尾蘚(Myuroclada maximowiczii(Borszcz.)Steer)。采自赫章洛布石林洞內,濕潤,片狀平鋪生長。莖橫切面橢圓形。表皮細胞2~3層,圓六邊形,厚壁。皮層細胞圓多邊形,透明,薄壁,角隅加厚。中軸比例小,細胞多邊形,薄壁,角隅加厚(見圖13)。

(14)刺葉假懸蘚(Pseudobarbella spiculata(Mitt.)Luo)。采自梵凈山,環境濕潤,樹生,懸垂生長。莖橫切面圓形。表皮細胞4層,四至六邊形,厚壁。皮層細胞圓四至六邊形,薄壁,角隅加厚。中軸分化不明顯(見圖14)。

(15)氣蘚(Aerobryum speciosum Dozy et Molk)。采自梵凈山,懸垂生長。橫切面圓形。表皮細胞4~5層,多邊形,厚壁。皮層細胞大形透明,角隅加厚,紋孔場多數。中軸由數個形狀不規則多邊形的薄壁細胞組成,角隅加厚(見圖15)。

3結論與討論

(1)蘚類植物表皮細胞壁不同程度地增厚,具有一定的紋孔場,為蘚類植物獲取水分后快速運輸水分和傳遞信息提供了保障[3]。多數皮層細胞大形薄壁透明,原生質體圓形或橢圓形,這增大了質膜的表面積,有利于水分的吸收[4],加大了表皮細胞的吸水功能。莖橫切面細胞角隅加厚的現象,具有機械支持作用,保證細胞具有一定形狀,鎖住水分滯留于植物體內,同時讓細胞壁之間留有很小的空隙,形成毛細管,便于水分的流動和滲透。

(2)密集成片生長和匍匐生長的蘚類植物,莖表皮細胞紋孔場明顯,水分容易由外界經表皮進入體內,滯留于皮層和中軸中。

(3)莖中軸的有無與蘚類植物的生長類型無關,但是多數直立蘚類植物莖中軸比例明顯大于匍匐生長的種類。

4參考文獻

[1] 吳鵬程.苔蘚植物生物學[M].北京:科學出版社,1998.

[2] ZENG X B(曾信波).Study on the function of soil and water conse-rvation of bryophyte layer[J].Journal of Soil and Water Conservation(水土保持學報),1995,9(4):118—121(in Chinese).

[3] 詹琪芳,王幼芳,李粉霞,等.兩種生境下的8種蘚類植物莖結構的比較解剖學研究[J].西北植物學報,2006,26(2):217-225.

[4] 楊武,郭水良,方芳.不同生境下30種蘚類植物莖的比較解剖研究[J].浙江師范大學學報,2007,30(4):440-446.