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一个小小芽胞,成为识别地钱属的新特征

 一号冰川o718jm 2021-12-05

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本期封面 日本乘鞍高原

地钱属是最著名的苔藓植物类群之一。

其模式种地钱(Marchatia polymorpha L.)更是被广大植物学教科书作为苔藓的代表而广泛引用和介绍。

地钱和人类也十分有缘。不像多数苔藓植物分布在深山老林中,地钱属植物只分布在人类经常活动的范围内,如苗圃,田地及庭院周围(图1)。

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图1 地钱常见的分布地。左图为日本冲绳石垣岛的农家田圃,右图为高知土佐山河流的小型水坝。可以说,在人类活动的范围内,找到地钱的踪影并不是很难。

但背托苔Preissia quadrata,布氏苔Bucegia romanica(根据Villarreal et al.的分子系统学研究,这两种都被转移到了地钱属之内)和最近在我国四川由英国研究者发现的新种Marchantia platycarpa(图2)除外。这三种则分布在高山,寒带或钙质基质以上,和其他地钱的物种有着不同的分布特征。

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图2 Marchantia platycarpa D.G.Long & Crand-Stotl.,目前暂无中文名。由英国研究者David G. Long和Barbara J. Crandall-Stotler在我国四川省稻城县发现。前者长期在我国横断山脉及周边区域活动,采集了大量植物标本包括新种。此标本采集于2010年9月12日,于10年后即2020年才正式发表。

地钱匍匐生长、叶状体和生长在人类活动区域周围的特点,给广大苔藓爱好者提供了走近苔藓的绝佳机会,国内经常有科普文章介绍地钱,也有爱好者试着鉴定地钱。但由于其高度类似的外形和极其复杂的结构,给其准确鉴定带来了很多麻烦,特别是锲瓣地钱,粗裂地钱等等(图3)。

图片3 采自日本鹿儿岛的锲瓣地钱东亚变种。

小编在研究日本地钱属植物的过程中,发现了芽胞能够帮助我们更简单地识别地钱,在此介绍给大家(图4)。

芽胞是什么?

芽胞是地钱的无性繁殖器官,可通过风,雨及小动物附着等方式散布到更广的范围,从而发展成为与母体相同的新的植物体(简单来说,有点像中学生物实验的植物离体培养和克隆)。

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图4. 羽状地钱Marchantia pinnata Steph.的叶状体。左侧像杯子一样的器官叫芽胞杯,而内部绿色的则为其芽胞。

方法很简单,将芽胞用镊子去除,制作显微镜水封装片观察即可。小编发现,不同种地钱的芽胞在形状,边缘和凹陷处(Notch)有些区别,可以帮助识别(图5)。

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图5 每列从左至右依次每种地钱的叶状体,芽胞外形,边缘及凹陷处(Notch);每行从上至下依次是地钱原亚种,地钱土生亚种,粗裂地钱原变种,粗裂地钱风兜亚种,锲瓣地钱东亚变种和羽状地钱。前四种芽胞较圆,且凹陷处有粘液毛覆盖;而后两种芽胞似葫芦形,凹陷处无粘液毛覆盖。

小编也按照下图(图6)的测量方式,对芽胞进行了测量,也发现了不同,此处以盒型图表示(图7)。

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图6 芽胞的测量方法,W为宽,以两个凹陷处(notch)的连接直线长度为标准;L为芽胞的高度。

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图7 芽胞宽(上)与高(下)的的盒型图,从左至右依次为地钱原亚种,地钱土生亚种,粗裂地钱原变种,粗裂地钱风兜亚种,锲瓣地钱东亚变种和羽状地钱。图中可明显看出,尽管六种地钱的大小有些重叠,但前四种的芽胞相对较大,而后四种的芽胞较小。

据此,我们仅通过芽胞就可以鉴定日本的7种地钱了,也解决了地钱属植物鉴定难的问题。

检索表

1. 植物无芽胞杯和芽胞..................................................背托苔

1. 植物有芽胞杯和芽胞...................................................2

    2. 芽胞凹陷处(Notch)有粘液毛...............................3

    2. 芽胞凹陷处(Notch)无粘液毛...............................4

       3. 芽胞边缘有少许加厚...........................粗裂地钱

       3. 芽胞边缘无明显加厚....................................地钱

          4. 芽胞边缘有明显乳头状物................羽状地钱

          4. 芽胞边缘有少许加厚.......锲瓣地钱东亚变种

本方法虽然可以识别日本的地钱,但若运用到其他区域,则需要进一步深入的研究。且本方法不适用于亚种间的识别。

相信芽胞可以作为地钱属新的分类学特征而使用。

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