光蘚科植物在中國新疆的發(fā)現(xiàn)

買買提明·蘇來曼， 艾拉努爾·卡哈爾， 梁靈煒，馬木爾別克·馬看， 王鵬軍

（1.新疆大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆生物資源基因工程重點(diǎn)實驗室，新疆 烏魯木齊 830046；2.新疆阿爾泰山國有林管理局野生動植物保護(hù)處，新疆 阿勒泰 836500）

光蘚[Schistostega pennata(Hedw.) F. Weber &D.Mohr］屬于蘚類植物門，真蘚綱，光蘚目，光蘚科，光蘚屬植物，目前全世界僅1 屬1 種。在蘚類植物中光蘚一直被認(rèn)為是一個比較特殊的類群。由于該植物多生長在陰暗潮濕的洞穴、懸崖石縫內(nèi)和倒樹根下并能閃發(fā)出金綠色的光亮而被稱作“發(fā)光的蘚類”或“妖怪的金子”[1］。光蘚廣泛分布在北半球溫帶地區(qū)，在歐洲北部和中西部[2］、俄羅斯西伯利亞地區(qū)[3］、日本[4］和北美洲加拿大，美國[5］等地均有記錄。1999年曹同等[6］在我國首次發(fā)現(xiàn)其在中國東北地區(qū)吉林長白山林下石縫的新分布。各國苔蘚學(xué)者對光蘚的植物體生長發(fā)育、原絲體構(gòu)造以及生態(tài)、地理分布等進(jìn)行了多方面研究；Kanda[7］的研究結(jié)果表明，光蘚的原絲體可產(chǎn)生膨起的鏡片似的細(xì)胞鏈，這些細(xì)胞凸面把光線聚焦在內(nèi)部葉綠體上從而得以在黑暗的生境中生長并發(fā)出綠色熒光。

Ignatov等[8］對光蘚原絲體的生長模式的研究發(fā)現(xiàn)，光蘚原絲體具有顯著的可塑性和地面固定能力。

2015年7月在對新疆阿爾泰山生物多樣性綜合科學(xué)考察期間，筆者在阿爾泰山福?？h科爾奇也特溝內(nèi)發(fā)現(xiàn)了小洞內(nèi)具有發(fā)光的苔蘚植物，經(jīng)鑒定為光蘚。這是中國第二次記錄，新疆新記錄科屬種。

1 材料與方法

1.1 材料

2015年7月在對新疆阿爾泰山生物多樣性綜合科學(xué)考察期間，筆者在阿爾泰山福?？h科爾奇也特溝內(nèi)發(fā)現(xiàn)了小洞內(nèi)具有發(fā)光的苔蘚植物。在野外拍照后采集小量的標(biāo)本，在實驗室制成永久標(biāo)本。引證標(biāo)本為：新疆阿爾泰山福?？h科爾奇也特溝，小洞內(nèi)巖面薄土生，47°58′06.47″N，88°41′23.87″E，海拔1756 m，買買提明·蘇來曼26167。標(biāo)本存放于新疆大學(xué)植物標(biāo)本館（XJU）。

1.2 方法

通過經(jīng)典分類學(xué)方法，即制作葉的切片，借助SZM-45B2解剖鏡和Olympus-804593顯微鏡對采集所得的標(biāo)本進(jìn)行觀察，查閱《Moss Flora of China》[9］及參考相關(guān)文獻(xiàn)[6］。選取具有代表性的完整植株利用Motic DMB-1223生物數(shù)碼顯微鏡對葉片、葉細(xì)胞、莖橫切面等結(jié)構(gòu)進(jìn)行顯微鏡下觀察，描繪植物線條（圖1）。

2 結(jié)果與分析

2.1 光蘚[Schistostega pennata (Hedw.) F. Weber&D.Mohr］的形態(tài)特征

光蘚植物體小，灰綠色到褐綠色，高僅3～6 mm。其主要特征為：原絲體發(fā)達(dá)長存，在暗處常發(fā)出亮綠色光；不育莖單一，不育植株植物體細(xì)弱扁平，僅上部具葉；生殖莖，長至3.3 mm，頂端部分具葉。葉二列側(cè)生，不對稱；葉片薄膜狀，透明，無中肋，漸尖，葉基下延，具不明顯分化邊緣。葉細(xì)胞棱形或長六邊形，薄壁。雌雄異株，雌雄生殖枝生長在同一原絲體上。蒴柄細(xì)長，2～3 mm，孢蒴直立，孢蒴闊卵形或近球形，基部寬，口部小；無環(huán)帶蒴齒分化；孢子7～12 μm，光滑。蒴帽兜形，光滑（圖1）。

圖1 光蘚Fig.1 Schistostega pennata(Hedw.)F.Weber&D.Mohr

2.2 光蘚的生態(tài)環(huán)境

光蘚在新疆阿爾泰山福海縣科爾奇也特溝內(nèi)小洞巖面薄土生長。新疆阿爾泰山是許多特有、瀕危動植物的主要分布區(qū)和避難所，是具有全球意義的生物多樣性的中心區(qū)域之一。在世界的許多地方，光蘚通常存在于巖石覆蓋的地區(qū)，例如在挪威[10］和日本[7］。在波蘭Ochyra等[11］對光蘚棲息地的描述如下：硅質(zhì)巖石或其他非鈣質(zhì)巖石、懸垂物、開挖的巖壁和深孔以及由楓樹連根拔起的空洞中的深裂縫和裂縫。Crum 等[1］也提到了北美東部的類似棲息地。新疆阿爾泰山也屬于此類生境地區(qū)。阿爾泰山是北極泰加林分布的最南端，光蘚在阿爾泰山發(fā)現(xiàn)于海拔1756 m 的云杉、紅松暗針葉林帶。森林的主要建群樹種為雪嶺云杉（Picea schrenkianaFisch. et Mey.）、西伯利亞紅松（Pinus sibiricaDu Tour.）、西伯利亞云杉（Picea obovataLdb.）和西伯利亞落葉松（Larix sibiricaLdb.）。林下陰涼濕潤，腐質(zhì)蓋地，土壤為棕色針葉林土，郁閉度達(dá)0.8 以上，苔蘚植物覆蓋度達(dá)65%～75%。林下主要苔蘚植物種類有毛梳蘚[Ptilium crista-castrensis(Hedw.)De Not.］、曲尾蘚（Dicranum scopariumHedw.）、塔蘚[Hylocomi?um splendens(Hedw.) Schimp.］、擬 垂 枝蘚[Rhytidi?adelphus triquetrus(Hedw.)Warnst.］等。所見光蘚生于林內(nèi)小洞內(nèi)（圖2），呈成片稀疏單種群落，從一定角度見其閃閃發(fā)光。在所發(fā)現(xiàn)光蘚的小生境內(nèi)生長的苔蘚種類包括：對葉蘚[Distichium capillaceum(Hedw.)Bruch & Schimp.］、絲 瓜 蘚[Pohlia cruda(Hedw.)Lindb.］、金灰蘚[Pylaisia polyantha(Hedw.)Schimp.］、棉蘚(Plagiothecium laetumSchimp.）和鐮刀蘚（Drepa?nocladussp.）和多姿柳葉蘚[Amblystegium varium(Hedw.)Lindb.］等。

圖2 光蘚生長環(huán)境及植物體Fig.2 Schistostega pennata growth environment and plant

隨著對中國苔蘚植物的深入研究，預(yù)計在中國北方地區(qū)將有更多的光蘚分布發(fā)現(xiàn)。2006 年Cao 等[12］將光蘚列入中國瀕危苔蘚植物首批紅色名錄。本次光蘚在新疆的發(fā)現(xiàn)，是中國的第2 個分布點(diǎn)，建議對新疆阿爾泰山的采集地點(diǎn)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)。