Question

有趣的水生植物

Answer 1

植物遍布全球，它们生长在不同的环境中，有的生长在干旱的沙漠里，有的生长在巍峨的高山上，有的生长在湿润的雨林里面。这些不同生境的植物各具特点，沙漠植物肥厚多汁；高山植物低矮耐寒、雨林植物繁茂旺盛。从进化论的角度来讲，这些特征都是植物为了适应所在的环境而逐渐演化出来的。例如沙漠植物，沙漠缺少水分，为了适应这种缺水的环境，植物演变出节水和储水的结构。叶片退化为尖刺，减少了水分的蒸发；茎变得肥厚多汁，变成了储水的容器。它们的生活习性也会发生变化，比如可以迅速开花结果，只要有一场雨，就可以短时间内完成开花传粉受精的过程，完成产生后代的任务，然后再静静等待下一场雨水的到来。

而对于水生植物，为了适应水生环境也演化出一些有趣的形态结构。首先为了漂浮在水面，水生植物的器官产生了一些特异的变化。这种变化有的表现在叶片上，有的表现在茎上或者其他部位。例如菱角，它的叶柄中间有一个气囊，例如水鳖，它的叶片背面有隆起的气囊。这些气囊就像泡沫一样，可以产生浮力，让植物体漂浮在水面上。另外我们知道植物生长需要水、空气、营养和阳光。水生环境中有充足的水分，营养和阳光视环境而定，一般并不缺乏，但水里缺少空气，只有少量的空气溶入其中。水生植物要获得空气就不能像陆生植物那样便利。这些气囊同时也可以吸收储存空气，通过中空的茎传给植株水下的部分。例如，再力花的茎就有很多中空的孔道，将茎截取一部分，对着一头吹气，气体就会从另外一头出来。

有些水生植物整个植株都在水下，它们是如何获得空气的呢？事情是这样的，我们知道空气是可以溶解在水中的，虽然量比较少，但只要充分吸收、好好利用，还是可以满足需求的。例如眼子菜，它是沉水植物，它的叶片非常薄，在显微镜下观察它的叶片的细胞时，就可以发现，细胞壁也非常薄，这种结构对吸收水里的空气非常有利，扩大了植株单位体积和水体接触的面积，薄的细胞壁也让气体交换更通畅。

水生植物不只是茎叶有适宜水生的结构，它们的根、花、果实、种子以及生活史等都有相应的特异性变化。从进化历史上看，植物是单系起源，来自一个共同的祖先，后来分散到全球，在自发突变和环境选择的作用下，产生丰富多样、多姿多彩的多样性。水生植物只是其中很少的一部分，但通过详细了解这一部分，我们可以了解植物进化的特性和动力，了解自然规律，了解表象背后的潜在原因，对植物界乃至生物界形成一个系统的观点。