那些“不走寻常路”的水生植物

出品：科普中国

制作：中科院武汉植物园

水生植物，顾名思义就是生活在水中的植物，作为出色的游泳运动员或潜水者，其生存本领也是杠杠滴！

比如，随便掐一段黑藻的小分枝，两三天就可以长出不定根，然后长大长长长出更多分枝，无性繁殖本领不是一般强！

又如莲座型水生植物苦草，叶片柔软，随波飘摇，条件合适可以长一人高不成问题，更有甚者澳大利亚苦草可以长一层楼那么高。

这类植物虽然不能像黑藻一样可以断枝繁殖，但是除了开花结种子外，苦草可以长无性系分株啊！像孙悟空拔根猴毛一吹就又是一个孙大圣一样，苦草可以通过横走茎克隆出很多个自己。

为了扩大种群繁衍，水生植物界的各位可谓是一个个使出浑身解数，各显神通！

这不，水生植物界最近在搞“不走寻常路之最”的比赛，来报名参选的选手都带着简历在门口排起了队！

1号选手：狸藻——不好意思，我吃“肉”

参赛宣言：水生植物界的killer，虽然我看起来瘦，但我可不是吃“素”的！

狸藻（图片来源：中国植物志）

个人简历

姓名：狸藻，小名闸草，大名Utricularia vulgaris.

性别：我不是人妖，但我确实是第三种性别，两性花（就是这么与众不同）你让我怎么填？

身高：15-80 cm（说过多少次了，我不是矮，只是不显高！）

三围：腰围0.5-2 mm（真是够了，这是选美大赛么...）

体重：体重就保密吧，还能不能有点个人小隐私啦？！

性取向：不明。没办法，像我这样优秀的人，自己都可以给自己授粉，喜欢同性和异性有什么区别吗？（傲娇脸）。

婚育情况：我是不婚主义者，但这并不影响我将优秀基因传承下去，我可以断枝，也可以自己给自己传粉授精结种子。

参赛技能：在看到我“雨衣”上面的这些“饭袋”了吗，口部的膜瓣构造让那些美味的“肉肉”都能进不能出，哈哈，一旦它们进了我的“饭袋”，就会被“饭袋”内分泌的消化酶分解掉。

个人特长：老娘我有1200个“饭袋”，这就是我的特长！！

面试官评论词：勇者（内心OS：听起来挺厉害的样子）

补充资料：

emmm，1200多个捕虫囊（饭袋），其中有1100多个是“装饰品”，真正用来吃饭的也就100来个嘛。“不吃素”同学的物理学得很好，生存技能是通过利用静水压力，使捕虫囊内处于“负压”，一旦有水生小动物游过触动了囊口的纤毛，捕虫囊就会瞬间释放负压，如同吸尘器一样把小动物吸进捕虫囊内进行消化，动作之快，犹如一道绿色闪电，完成一次捕食最快只需0.01秒。研究报告表明，我们这位“不吃素”同学的“饭袋”里面50%是藻类，只有10%是动物。原来，吃素（藻类和花粉粒）能长大个儿，吃肉多了休眠芽多（好过冬）。因此，有人觉得“不吃素”同学，主要通过动物来摄取如氮元素这样特定的营养素，通过藻类和花粉粒来摄取微量元素等其它营养物质。嗯，均衡“膳食”才能全面健康发展呀！

2号选手：菹草——我和初恋之间隔着一个夏天

参赛宣言：你说你喜欢夏天，可我总是在初夏和你说再见

菹草（图片来源：付文龙）

个人简历

姓名：菹草，小名虾藻，大名Potamogeton crispus.

身高：100 cm？当然还可以更高。

三围：衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴。

体重：当我高20cm时鲜重2g，好啦，人家能告诉你的只有这么多啦（捂脸，害羞）。

婚育情况：结婚和生育不应该分开来么？未婚也可以生育的啊，孙大圣的吹毫毛技术我也会的啦！夏初的石芽（无性繁殖体）是我爱的见证，定情信物收好，我还会回来的。

兴趣爱好：健身达人，最爱冬泳。

参赛技能：别看我不胖，可我耐冻。秋天出生的我，长在冬天，是冬天水里的那一抹绿色。没办法，不喜欢拥挤而又热辣辣的夏天，天生属冰，我就是这么不走寻常路（PS：我不是来参赛的，我是来告白初恋的）。

面试官评论词：深情（内心OS：打酱油的？？）

补充资料：

亚热带地区生长的这位“冬泳爱好者”，在夏天长日照和高温的作用下头上会生出一根短茎。这根长有密集而短硬叶子的短茎，就是它的无性繁殖芽——石芽。随着芽中淀粉的积累，比重增大，芽脱离母体后沉入水底，然后“冬泳爱好者”就正式向夏天“say-goodbye”啦。秋冬的时候，短日照加上天气转凉，石芽中的淀粉又转变为可溶性糖，芽的比重因而减轻，它又重新浮上水面，重新开始生长。“冬泳爱好者”虽然可以产生大量石芽和种子，但种子萌发率低，因此主要靠无性繁殖进行种群扩散。

菹草石芽（图片来源：中国植物志）

3号选手：龙舌草——生无止境，学无止境

参赛宣言：大家好，我是可以同时利用C3、C4和CAM途径固定CO2的龙龙，请大家多多支持我，手动比心

龙舌草（图片来源：付文龙）

个人简历

姓名：龙舌草，小名水白菜，大名Ottelia alismoides.

身高：也就中等偏高吧，通常有40 cm。

体重：有一丢丢“富态”吧。

兴趣爱好：学习使我快乐。

参赛技能：不好意思，这里我多讲两句。生活在水中的我们都知道，生活在水环境中除了缺光就是少CO2，扶眼镜，为此，许多兄弟姐妹拼命努力，进化出了多种无机碳利用机制，龙某不才，机缘巧合，通过发展C4途径可以在CO2贫瘠的地方仍能固定CO2或者通过利用HCO3-进行光合作用，再次扶眼镜。谢谢大家，请大家多多支持我，手动比心！

面试官评论词：渊博（内心OS：拉票痕迹过重）

补充资料：

CO2在水体中的浓度其实并不低，但是CO2在水中的扩散速率是在空气中的万分之一，且水体与水生植物体边界通常存在较厚的静水层，不利于CO2从水体到植物叶片表面的扩散，使得水体中CO2的供应成为水生植物光合作用的一个重要限制因子。为获取无机碳，水生植物界的各位在形态结构、生理生化上表现出了一定的特性，如叶片薄、丝状、利用HCO3-作为无机碳源，以及出现了类似陆生植物的C4和CAM碳同化途径。龙舌草是第一个被发现同时具有 HCO3-利用、C4、CAM 三种无机碳浓缩机制的水生植物。

4号选手：金鱼藻——没有了根的束缚的我更爱自由

参赛宣言：我本无根，我心安处是吾乡

金鱼藻（图片来源：中国植物志）

个人简历

姓名：金鱼藻，外号灯笼丝，大名 Ceratophyllum demersum.

身高：只要不来打扰我，长一人高（1.5-1.6 m）也是可以轻松实现的嘛！

体重：在可爱面前，身高和体重都不是问题（斜眼笑）。

兴趣爱好：原谅我放荡不羁爱自由，我的心是旷野的鸟，我的身是水下一棵草。

参赛技能：长得可爱算么？不仅可爱还可口。可以做景观植物造景，亦可喂鱼喂猪（这么可爱的我作猪饲料，你不心痛吗？）。即便这样，我仍造福人类，全身是宝皆可药用。虽然没有根，一直生活在水中，但我可是一个非常专一的水草，不像那些贪慕虚荣之辈，一会嫌水里面的CO2不够，氧气不足，水不够深，“三天两头”往陆上跑，回头又嫌弃陆地上太渴了又回到水中。我可是始终如一一直住在水中，虽然我没有根，但我有一颗坚定的心。

面试官评论词：忠贞（内心OS：一成不变的老古董）

金鱼藻（图片来源：中国植物志）

补充资料：

据分子系统发育研究和相关化石资料显示，淡水水生植物在漫长的进化历史中多次往返陆地和水环境，金鱼藻科是现存被子植物的基部类群之一，是比较原始的水生植物。金鱼藻目只有1科1属, 是全球广布的水生植物类群, 有着特殊的形态特征, 如植株无根。每年春夏，金鱼藻会在水面形成漂浮垫，在光学和电子显微镜下，可以发现茎和叶中有一个大型的气体空腔系统，且细胞组织内只有很少的淀粉粒，这些特征可能会影响它的浮力。秋季由于光照条件、营养和温度的变化，发现新形成的组织中气体空腔减少，一些细胞中的淀粉含量增加，金鱼藻的生长逐渐停止，到冬季时慢慢沉入水底。有研究认为金鱼藻能够通过形态变化自由调节其在水中的深度。

5号选手：竹叶眼子菜——我是两栖植物

参赛宣言：可以在水里面招摇，亦可在空气中欢笑

竹叶眼子菜（图片来源：付文龙）

个人简历

姓名：竹叶眼子菜，又名马来眼子菜（说起来还是学术界搞错了），如今植物志已修订还我本名Potamogeton wrightii，看到Potamogeton malaianus请记得那是我的曾用名。

身高：偷偷告诉你，有人见过十来米长的我，必须是大高个儿，就是平时隐藏的比较深，也就通常和水深差不多吧，不知道你平时见到的我最高最长是多少呢？

体重：是弱柳扶风型的啦，比姐妹儿光叶眼子菜要“瘦”很多。

兴趣爱好：爱冒险

参赛技能：和前面的兄弟姐妹们比起来，我可能看起来平平无奇，可能还有些“柔弱”，但“物”不可貌相，“柔弱”不等于“弱”，我可是既可以在水里招摇，也可以在陆地上生长，虽然在陆地上生长的时候，个头是小了一点，但咱适应能力强啊。摇身一变，茎变硬一丢丢，叶片变厚一点点，个子矮一些些，就可以在阳光雨露下欢快成长啦！

面试官评论词：顽强（内心OS：这个参赛技能。。）

补充资料：

这生存技能确实不错，毕竟水生植物最怕的就是没水了，这不相当于人没有了氧气嘛！人没有了氧气还怎么生活呢。要是能在陆地上生活，这生存技能提升力可不是一点点哦！不过，水生植物里面有一部分物种比如粉绿狐尾藻，圆叶节节菜，有梗石龙尾等等这些也可以“在水里面招摇，在空气中欢笑”呀！

各位看官，几位参赛选手的简历看完了，秉着公平公正公开的原则，请在留言区评出你心目中的不走寻常路之最的水生植物吧！

参考文献：

1. Dilcher, D.L. (1989). The occurrence of fruits with affinities to Ceratophyllaceae in lower and mid-Cretaceous sediments. American Journal of Botany, 76, 162.

2. Jian, Y., Li, B., Wang, J., & Chen, J. (2003). Control of turion germination in Potamogeton crispus. Aquatic Botany, 75(1), 59–69.

3. Li, D., Chen, L., Chen, S., Zhang, X., Chen, F., & Ye, N. (2012). Comparative evaluation of the pyrolytic and kinetic characteristics of a macroalga (Sargassum thunbergii) and a freshwater plant (Potamogeton crispus). Fuel, 96, 185-191.

4. Raven, J. A. (1970). Exogenous inorganic carbon sources in plant photosynthesis. Biological Reviews, 45(2), 167-220.

5. Shao, H., Gontero, B., Maberly, S. C., Jiang, H. S., Cao, Y., Li, W., & Huang, W. M. (2017). Responses of Ottelia alismoides, an aquatic plant with three CCMs, to variable CO2 and light. Journal of Experimental Botany, 68(14), 3985-3995.

6. Sirová, Dagmara, Bárta, Jiří, Šimek, Karel, Posch, T. , Pech, Jiří, & Stone, J. , et al. (2018). Hunters or farmers? Microbiome characteristics help elucidate the diet composition in an aquatic carnivorous plant. Microbiome, 6.

7. Voeste, D., Schlierenkamp, H., & Blum, V. (1996). Buoyancy regulation of Ceratophyllum demersum L., the experimental plant of the C.E.B.A.S.: Light and electron microscopical evidences. Proceedings of the C.E.B.A.S.Workshops, 179–192.