金鱼藻
4月25日,随着神舟十八号载人飞船成功发射升空,中国空间站首次在轨水生生态研究项目正式启动,这次研究的主角是金鱼藻和斑马鱼。
这场太空生命探索为何会选中金鱼藻和斑马鱼?下面,就让我们一起来认识其中的金鱼藻。
名藻非藻
作为一种常见的观赏水草,金鱼藻被广泛应用于水族馆、鱼缸等水生环境。它以独特的形态、优美的线条和丰富的色彩,成为水族馆中的璀璨明珠,受到许多水草爱好者的喜爱。
可能很多人都以为金鱼藻是低等植物,其实不然。金鱼藻并不是低等植物藻类,而是依靠种子繁殖的高等植物。金鱼藻隶属于金鱼藻科金鱼藻属,广泛分布在世界各地的淡水生态系统中。尽管名字中带有“金鱼”一词,但实际上它们与金鱼没有直接的关系,只是由于长得像藻类又可以作为金鱼的饲料,故而得名。
目前已知的金鱼藻属植物有7种,除了南极洲外,它们广泛分布于各个大陆,其中,中国产5种,最常见的为金鱼藻和细金鱼藻。
金鱼藻是多年生沉水草本植物,它没有根,全株沉没于水中;其茎长40~150厘米,平滑,具分枝。叶8~12轮生,1~2次二叉状分歧,裂片丝状或丝状条形,长1.5~2.5厘米,宽0.2~0.6毫米。
每年夏天,金鱼藻在水中开花,其花单生于叶腋,单性,雌雄异株。由于它的花很小,又没有鲜艳的颜色,往往无人关注。金鱼藻的花朵结构简单,只有一轮花被,上有裂片8~12枚,雄花有8~16枚雄蕊,雌花只有1枚雌蕊,子房内仅1胚珠。金鱼藻开花后可在水中授粉结果。其花期在6—7月,果期在8—10月。
金鱼藻的果实也很特别,其坚果呈宽椭圆形,长4~5毫米,宽约2毫米,黑褐色,表面平滑,边缘无翅,有3枚针刺。其中顶端的一枚刺长7~10毫米,尖端稍弯曲,系由宿存的花柱演变而来。果实近基部另有两枚向下倾斜的针刺,长8~12毫米,不弯曲。植物分类学先驱林奈早在1753年就把这个具有3枚刺果的种定名为金鱼藻。
金鱼藻的种子外面包裹着坚硬的外壳,休眠期较长,需要通过冬季低温来解除休眠。早春,金鱼藻的种子在泥中萌发,向上生长可达水面。种子萌发时,胚根不伸长,故金鱼藻的植株没有根,依靠变态的叶伸入土中达到固定全株的作用;同时,其基部侧枝也发育出很细的全裂叶,类似细细的白色根状枝,既能固定植株,又可吸收营养。所以,金鱼藻虽然无根,看起来却像从土中长出的一样。
谁是媒人
作为一种沉水植物,金鱼藻能够适应沉水生活,在水里健康成长并开花结果。
植物从开花到最后结果,中间有一个重要的步骤—传粉和授粉。如果花粉无法到达雌蕊的柱头并成功授粉,即使植物可以开花,也很难结出果实。我们平时在自然界里看到的花朵,往往通过风或昆虫等“媒人”将花粉传送出去。金鱼藻生活在水里,身边并没有这样的“媒人”,它们该怎样传粉呢?
对于这个难题,金鱼藻自有“高招”。它的花分为雌花和雄花。雄花在开放前会脱离植株,漂向水面。待浮出水面后,雄花才会完全绽放,并向四周散出大量花粉。这些花粉被水浸润后缓缓沉入水中,一旦落到在水里开放的雌花的柱头上,便意味着顺利完成了传宗接代的使命。
价值重要
随着对金鱼藻认识的的不断深入,人们发现它们在环境保护、生物能源制造以及医药等多个领域均具有重要价值。
金鱼藻能够有效去除水体中的氮、磷等元素,从而降低水体的富营养化程度,改善水质。有学者通过实验研究发现,金鱼藻对水体中的氮和磷的去除率达80%以上。还有学者研究了金鱼藻对水体总氮、总磷的去除率。数据表明,金鱼藻对总磷的去除率为87.84%,对水(废水)中氨氮含量指标(NH3-N)的去除率达
78.96%,对总氮的去除率达88.51%。此外,金鱼藻还为许多水生生物提供了栖息地,有助于维护水生生物的多样性。
在生物能源领域,金鱼藻被认为是一种有潜力的生物燃料来源。其体内的淀粉含量较高,可以通过发酵转化为生物乙醇,用来替代化石燃料。目前,许多国家和地区正在研究将金鱼藻作为生物燃料的可行性,以期实现能源的可持续发展。
金鱼藻还具有一定的药用价值。传统中医用金鱼藻治疗疮疖、皮肤炎症等多种疾病。近年来,一些科学研究也表明,金鱼藻中的活性成分具有抗氧化、抗炎等作用,有望在药物开发领域得到进一步应用。
金鱼藻更是优良的植物学实验材料。作为一种广泛分布在世界各地淡水生态系统中的水生植物,金鱼藻是一种优良的动物饲料和食草鱼类饵料,也是一种极具观赏价值的水草。在植物学实验中,观察新鲜的植物材料的形态特征和内部结构等,一般需要通过徒手切片法制作水藏玻片进行镜检。金鱼藻的茎和叶软硬程度适中,无需使用额外的支撑物即可进行徒手切片。加之金鱼藻具有典型的水生植物的特征,选择金鱼藻进行植物研究具有得天独厚的优势。
本文节选自《百科知识》2024.7A
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