在網(wǎng)絡和一些文獻中,苔蘚能分解巖石并讓巖石變成土壤的說法比比皆是。其中,有一種說法流傳最廣——苔蘚能夠分泌液體或酸性物質,把巖石溶解掉。但是,苔蘚植物真的能讓巖石變土壤嗎?
不管巖石多么堅硬,一旦出露或接近地表,與水圈、大氣圈、生物圈接觸后,就會面臨“槍打出頭鳥”的境遇。地表的物理和化學環(huán)境如同螞蟻啃骨頭,讓巖石逐漸疏松、崩解,化學成分發(fā)生改變,最終變成大小不等、結構疏松的巖屑。但是,這僅是土壤的初始狀態(tài),在氣候與生物漫長的共同作用下,巖屑才能最終變成可供植物生長的土壤。
巖石風化是指巖石在自然界中受到風、水、溫度、壓力等自然力的作用而發(fā)生的物理、化學或生物變化。那么,在巖石風化和土壤形成的過程中,植物又扮演了什么角色呢?
植物會對巖石產(chǎn)生物理風化作用。例如,苔蘚的植物體和假根在巖石的縫隙中伸展,又因干濕交替發(fā)生膨脹、收縮及凍融,就能使巖石形成裂縫。
生物在新陳代謝過程中會分泌各種化合物,它們能將巖石表面溶蝕出根狀的印痕。例如能夠直接生長在裸露的巖石上的地衣,會分泌多種地衣酸——地衣酸并不是一種具體的酸,而是一個統(tǒng)稱,科研人員目前從不同地衣中檢測出的地衣酸已達25種。再如,有些地衣分泌的草酸釋放氫離子,與巖石中的鈉、鉀、鈣等陽離子發(fā)生交換而溶解巖石。
既然植物可以化學風化巖石,苔蘚植物能分泌酸性物質把巖石變土壤嗎?
種子植物的根系會分泌檸檬酸、草酸、乳酸等有機酸,起到調節(jié)土壤酸堿度和促進土壤微生物活性的作用。但是,苔蘚的根與種子植物的根系完全不同,是沒有組織分化的假根。
苔蘚的假根是由植物體表皮細胞突出形成的無色、單列細胞,多呈絲狀,可以固著和支撐植物體;吸收、含蓄水分,保持莖葉濕潤;產(chǎn)生原絲體或芽胞,發(fā)育成新的植物體,但沒有種子植物根系的分泌功能。此外,不是所有苔蘚都有假根,泥炭蘚屬、裸蒴苔屬就沒有假根;苔蘚植物的莖和葉也沒有分泌酸性物質的功能。
因此,“苔蘚的根系會分泌酸性物質”的說法,沒有科學依據(jù)。
被子植物體含有糖類、脂肪、核酸和蛋白質等有機物。糖類、脂肪和氨基酸(構成蛋白質的基本單位)代謝出萜(tiē)類、酚類和生物堿等次生代謝物。
苔蘚植物也有次生代謝物,例如泥炭蘚的次生代謝物為糖醛酸。糖醛酸分解釋放出的氫離子,會與環(huán)境中的鎂、鈣、鉀等陽離子進行交換,使環(huán)境中的氫離子增加,酸性增強。
值得一提的是,泥炭蘚并不是因為體內(nèi)積累了糖醛酸而主動釋放出氫離子的。當環(huán)境中沒有可交換的陽離子時,其周圍環(huán)境的酸堿度不會發(fā)生變化。
泥炭蘚分布在沼澤、濕地、泥炭地、高山苔原,或水濕巖面、滴水石壁上。這些習慣了在水濕巖面上“飛檐走壁”的泥炭蘚種類,可與周圍環(huán)境進行陽離子交換,使周圍水環(huán)境呈酸性。
那么,是否可以將泥炭蘚鋪在花盆土壤中,作為土壤酸堿調和劑呢?答案是否定的。因為花盆土壤養(yǎng)不活泥炭蘚,一層死的泥炭蘚也起不到酸解環(huán)境作用。其他類苔蘚,例如地錢、真蘚、青蘚等類群,雖然可以在花盆基質上存活,但沒有分泌酸性物質的功能。
而且,隨著頂端或上層的不斷生長,基部或下層的苔蘚會慢慢死去,變成腐殖質。所以,很有可能還沒有等到巖石變成土壤,苔蘚自身就先腐爛了。
雖然苔蘚難以把巖石變成土壤,但它們是土壤構成的“先鋒隊”——在其他植物不能生存的巖面拓荒后,基部苔蘚不斷腐爛以及攔截空氣中流動的塵埃,漸漸形成一層薄土,從而為其他維管植物提供生長條件。
苔蘚和地衣的一些類群雖然在外觀上有些相似,但卻是兩種完全不同的生物類型。
苔蘚是一種非維管植物,這意味著它們不能像其他植物那樣通過導管和篩管傳輸水分和養(yǎng)分,主要通過葉片直接吸收。
地衣則是一種由真菌和藻類或藍細菌組成的共生體。真菌為藻類提供了結構支持和保護,而藻類通過光合作用為真菌提供養(yǎng)分。
(責任編輯 / 牛一名 美術編輯 / 周游)