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科普系列:“水中女神”——热带睡莲

在神秘的热带雨林国家公园里,有这么一类特立独行的植物,他们不是生长在高山岩石上,也不是生长在郁蔽的树林内,而是生活在平静的水塘里。水生植物种类繁多,如荷花、睡莲、王莲、芡实等等。今天让我们近距离的来了解“水中女神”——热带睡莲, 此时脑海中涌现而出的是不是周敦颐的《爱莲说》,“予独爱莲之出淤泥而不染,濯清涟而不妖”这首脍炙人口的诗句。人们常会认为睡莲不就是莲花吗?其实不然,荷花即是莲花,为莲科莲属。但睡莲非莲,是独立的睡莲科睡莲属。

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图1:印度红睡莲(Nymphaea rubra Roxb. ex Andrews) 吴文滔/摄


睡莲和荷花:塑料姐妹花?

  不单单是普通人对荷花与睡莲疑惑,就连植物学家们也在很长的一段时间内把它们搞混,荷花的外观和睡莲虽有异曲同工之妙,但其实可以说是毫无相关。科学家通过对睡莲和荷花的DNA研究发现睡莲是基部被子植物(原始被子植物的第一个开花植物分支),也就是说睡莲在2亿年之前就已经出现在地球上,曾经与恐龙一起生活过。睡莲之所以被认为是被子植物的原始类群之一,是因为具有许多被子植物的一些原始特征,如木质部无导管,花被和雄蕊多数且在花托上螺旋状排列,具叶片状雄蕊和层片胎座等。荷花则是睡莲后来分化出来的,算是睡莲的后生了。睡莲花色比荷花丰富,除常见的白、红、黄色外,还有紫、橙、蓝等特殊颜色的睡莲;叶子不同于荷花高挺水面之上,而是轻浮于水面;睡莲叶子有V字形缺口或开裂,荷花无缺口。


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图2:睡莲花朵VS荷花花朵 吴文滔/摄


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图3:睡莲叶片VS荷花叶片 吴文滔/摄

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图4:荷花莲蓬 吴文滔/摄

  睡莲(Nymphaea spp.)是睡莲科(Nymphaeaceae)睡莲属 (Nymphaea)植物的统称,属于多年生草本植物。睡莲大多分布于温带至热带地区,目前该属有50多个原生种及上万个品种,我国引进的品种约有600种。

  热带睡莲主要分布在东南亚地区,在我国主要分布在海南、广东、广西等地。热带睡莲有花可赏时赏花,睡莲的花色丰富,异彩纷呈,有‘油画女郎’那般粉白复色的淡雅,也有‘粉钻’那般白色花瓣嵌入粉色的高贵,更有耐寒睡莲所稀有的蓝紫色睡莲;无花可赏时可观叶,热带睡莲成熟的叶子大,多为圆形且叶缘有波纹或窄锯齿,叶片正面有明显的网状脉纹。

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图5:梅花疯狂(Nymphaea Plum Crazy) 吴文滔/摄

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图6:油画女郎(Nymphaea 'Painted Lady') 吴文滔/摄

女神繁殖有诀窍:奇特的“胎生”睡莲

  有时很多细心的朋友还发现在叶片连接叶柄处(叶脐)有一团类似褐色的芽眼突起或是小苗,这就是最为奇特的“胎生”睡莲,如‘伊斯兰达’、‘保罗蓝’等品种,那这胎生宝宝到底是怎么来的呢?睡莲的这种“胎生”现象,是一种独特的营养繁殖方式,不需要经过开花结果,胎生苗直接依靠根、茎、叶等营养器官进行繁殖,生长到一定阶段脱离母体而生,不久之后胎生宝宝也会茁壮成长,而这种现象是植物长期适应恶劣的自然环境,为了繁衍下一代所进化的结果。


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图7:热带睡莲胎生苗 吴文滔/摄

女神护肤秘诀:起居有时

  睡莲,得名一“睡”字,难道真的和女神一样,也需要睡“美容觉”吗?其实睡莲也与人和动物一样,具有生物钟节律,具体表现在它开花具有生物钟现象,随着昼夜更替和环境的变化,保持开放—闭合的节律。研究发现睡莲的开放闭合是由花瓣细胞的膨胀与收缩引起的,睡莲的开放闭合不仅受外界温度、光照、湿度等因素的影响,还受自身生物钟以及内源激素的调控。因此,睡莲的开闭是一个十分复杂的过程。植物开花是为了繁衍,也是为了最大程度的在当前环境下使花粉传播、使雌蕊受孕,睡莲为了吸引传粉者传粉,会根据传粉者的活动时间各不相同的特性,调整开花时间,吸引特定的传粉者。由于睡莲在全世界的范围很广,不同品种的昼夜节律不同,从而出现了朝开晚闭、晚开早闭、朝开午闭以及午开晚闭的品种。


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图8:睡莲闭合VS开放状态 吴文滔/摄

浪漫无情杀手:繁殖必杀技

  遗世独立的水中女神,花姿百态楚楚动人,但在这美丽的外表之下,却暗藏囚困与杀机。睡莲会通过闭合花瓣,趁机将传粉昆虫囚困花中,隔天放出沾满花粉的“使者”实现高效传粉,算是基本操作了。扮演无情杀手,杀死传粉蜜蜂才是高级繁殖必杀技,为何如此说呢?蜜蜂在采蜜过程中,极容易坠入柱头液水潭中,一旦掉入将无法逃脱死亡的命运。蜜蜂身上的体毛携带许多花粉粒,坠入分泌液中溺水而亡,花粉粒便附着在花中。蜜蜂的牺牲反而增加了传粉的概率,这是一种非常少见的以牺牲蜜蜂为代价的授粉过程,在这场诱杀的背后,是睡莲为了完成繁殖后代的执着努力。


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图9:蜜蜂在采集花粉中溺亡 吴文滔/摄

  热带睡莲不仅具有较高观赏价值,而且具有巨大的经济和生态价值。睡莲全身都是宝,其根状茎富含淀粉,可食用或入药;花瓣香味浓郁,富含多糖和黄酮类物质,可直接或制成干花泡茶,花瓣中提取的精油具有抗氧化、抑菌等多种生物活性,可以作为护肤品原料。睡莲根、茎和叶对水中富营养物和有害物质具有较强的吸附能力,是园林造景、水体净化中不可或缺的重要植物。


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图10:睡莲花瓣富含多糖和黄酮类物质,可利用睡莲提取物为添加物制作产品 吴文滔/摄

  睡莲属于喜光性植物,生长适温18-35℃,每天满足8小时的光照,能促使花蕾多,开花不断。海南岛是我国重要的低纬度海岛,具有典型的热带海洋季风气候特征,年温差小,年平均气温高,日照时间长,光照资源丰富,雨量充沛,能较好地满足热带睡莲的生长需求。因此,利用海南独特的天然气候资源优势可全年种植睡莲,这极大满足了生产和生活需求。我们期待热带睡莲的发展在海南岛更加欣欣向荣。

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IMG_275小贴士

水生植物:能在水中生长的植物,统称为水生植物。

为何称为“水中女神”?在古希腊和古罗马,睡莲相传是山林沼泽中的女神,其拉丁名的意思便是“水中的女神”,因而被视为圣洁、美丽的化身,常被用作供奉女神的祭品。

多年生草本植物:能生活二年以上的草本植物。

原生种:指在野生环境下没有经过人为干预自然发展起来的植物类型。

品种:是指在一定的生态和经济条件下,人类根据自己的需要所创造的某种作物的一种群体。

叶缘:即叶片的周边,叶片的边缘。

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叶上的网状脉纹 吴文滔/摄

根状茎:亦称根茎,指延长横卧的根状地下茎,有明显的节和节间,节和节间上面能生出芽并且钻出土面,同时还能长出许多根。

生物活性:指能引起细胞正常机理发生改变的能力。

水中富营养物:湖泊、河流、水库等水体中氮磷等植物营养物质,其含量过多所引起的水质污染。

吸附能力:睡莲对水体中的重金属有吸附作用。经过科学实验证实,重金属通过根系进入睡莲组织后并转运到睡莲的茎和叶等上部组织中,然后通过酶和分泌物对重金属进行固定和吸收,从而降低水体中的重金属浓度,缓解重金属对环境造成的危害。因此在有睡莲的景区中,人们会感觉到水质更好,这便是睡莲吸附了水体中的重金属的结果。

喜光性植物:喜光植物又称阳地植物。在阳光比较充分的环境中,才能生长正常或生长良好,而在荫蔽环境中,生长不正常,甚至死亡的植物。

热带海洋季风气候:气温年较差小,最冷月在25℃以下。气温日较差也比较小。全年降水量皆多,夏秋两季比较集中,无明显干季,常有地形雨。