【自然谷之星】葉子會分工的伏石蕨 | 環境資訊中心
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【自然谷之星】葉子會分工的伏石蕨

2023年10月16日
文:楊家豪

有一陣子在與同事辨識山蘇,試圖找到台灣三種山蘇中最好吃的「東洋山蘇花」。找尋的時候發現水泥壁面上,長著許多小小圓厚的葉子,除了小圓葉子外,也夾雜一些長條狀的葉子。我好奇道,「這會不會是山蘇的小時候啊?」打開iNaturalist查詢,搜尋結果顯示為伏石蕨,還搭配一張滿滿小圓葉子的圖片,我心想AI果然還是不夠聰明,我要查的是圖片中間長長的葉子是誰,你卻告訴我旁邊圓圓的是伏石蕨,卻不知道原來不夠聰明的是我,長長的與圓圓的都是伏石蕨的葉子啊!

當時我心想它也太無聊了吧!居然沒事長兩種不同形狀的葉子出來招搖撞騙!但我誤會人家了,伏石蕨之所以長出兩種不同形狀的葉子,是因為它很聰明地將葉子做了分工:圓圓的是營養葉,負責行光合作用;長長的則是孢子葉,負責產生孢子以繁殖後代,這在植物學裡被稱為「兩型葉」,是許多蕨類都會有的生存策略。

因為葉子各自有著明確的目標,所以負責繁殖的孢子葉,會長得比營養葉突出,這樣一來可以讓孢子在傳播時,不會被營養葉擋住,孢子也能彈射得比較遠。透過這樣的方式就能利用有限的資源與能量,將族群延續的機率大大地增加。

除了短圓的營養葉,也可以發現葉背已有孢子囊堆且明顯較長的孢子葉。圖片來源:flickr/Ray Yu(CC BY-NC-ND 2.0)

除了如投石機一般的繁殖葉,伏石蕨的營養葉也身懷「蕨」技!營養葉平時圓圓厚厚的,能儲存非常多水分,因為伏石蕨有攀附於垂直的坡面或是樹幹上生長的特性,所以水分的攝取不像根著大地的其他植物那樣方便。

若是遇到乾季水分不斷流失,你就會發現它的葉子愈來愈薄,甚至直接掉落只留下根莖以減少蒸散,待環境條件合適時再重新將葉子長回來。果然啊~放棄雖然可恥,但很有用!暫時的低調等待是為了下次更好的綻放。

圓厚的營養葉,能幫助它儲存更多水分。螺厴草這個別稱就是因為它的外型而來,螺厴(一ㄢˇ)指的是螺類口蓋,就是吃燒酒螺要先挑掉的那片東西。攝影:楊家豪

有時候在認識蕨類時,不禁會感嘆它怎麼那麼厲害,飛天遁地無所不能啊!有站在巨人肩膀上的山蘇、崖薑蕨;也有自立自強的筆筒樹台灣桫欏;更有一片葉子長驅直入的海金沙。這些不同的蕨類各個本領高強,找出適合自己生長環境的技能,讓族群持續繁衍,難怪蕨類大師郭城孟老師曾言:「蕨類是生命自己尋找出路的最佳例證」。

獨門蕨活:孢子彈射的秘密

為了使孢子能充分地被散播到環境中,蕨類發展出多元的孢子傳播方式,其中包含伏時蕨在內的多種蕨類,選擇將孢子利用類似投石機的原理,以彈射的方式傳播。這些孢子囊利用唇細胞(lip cells)、環帶(annulus)等構造,讓孢子能以每秒10公尺的初速度被彈射出去,且由於彈射發生瞬間的空蝕效應( cavitation),讓繃直的環帶能迅速回彈。
空蝕效應簡單說,就是短時間的壓力劇烈改變,造成液體中產生氣泡,生活中常見的例子是水管扭曲阻斷水流時,我們會在扭曲處聽到大量氣泡聲,那就是因為空蝕效應產生氣泡。而厲害的蕨類也利用這樣的原理,讓孢子囊能迅速將孢子彈出,快速而均勻地散播至環境中,延續族群的存在。
蕨類孢子彈射的過程相當複雜,牽涉諸多物理現象,有興趣的夥伴可以閱讀參考資料中的兩篇文獻,期刊解釋了彈射機制並提供相關數據;高中科展作品則透過實驗,嘗試試各種孢子的開門咒語,兩者都是相當精彩的文章喔!

伏石蕨 檔案

中文名︰伏石蕨
別名︰抱樹蕨、螺厴草、石瓜子、鏡面草、風不動
科名︰水龍骨科
學名︰Lemmaphyllum microphyllum
分佈︰廣布於中國、韓國、日本及台灣
生態︰台灣低海拔地區普遍可見,常著生於岩石、樹幹等地,可耐乾旱
特徵︰

  1. 多年生蕨類,根狀莖細長。
  2. 葉為兩型葉,營養葉圓厚,孢子葉細長。
  3. 孢子囊群呈兩條直線排列於葉背,但數量多時兩條線之間縫隙不明顯。
  4. 常群生於岩石或樹幹上。

※本文由自然谷團隊提供,原刊載於台灣環境資訊協會官網

參考資料