這是唯一的海洋開花植物在海底開花對其它海洋植物降維打擊
我們現在的世界,陸地上到處都是具有開花能力的植物,這些植物透過開花吸引昆蟲等動物來授粉,然後結出將種子包裹在果皮內的美味果實,吸引各種動物來食用並傳播種子。大約1億年前,其中有一種被子植物將它們的「天賦」帶到了海洋,成為海洋中唯一的開花植物。

也因為這些植物的種子被包裹了起來,所以它們被稱為被子植物,新生代就是被子植物和哺乳動物的時代,它們幾乎佔據了大部分陸地生態位。
然而,如果我們把時間拉回1.5億年前,情況是完全不同的,當時與恐龍一起統治地球陸地的是不開花的裸子植物。
裸子植物和被子植物大約在3億年前彼此分離,到了大約1.5億年前,被子植物開始嶄露頭角,並在之後的數千萬年裡,它們完全擊敗了裸子植物,成為陸地植物界的王者,而到了今天,裸子植物已經只剩下1000來種苟延殘喘。
沒人知道為什麼被子植物如此成功,以及為什麼裸子植物在它們面前如此不堪一擊,達爾文稱之為”abominable mystery(可惡之謎)”。
但不管怎麼樣,被子植物確實有一些過人之處,它們的生長速度非常快,同時透過包裹種子的方式,讓種子傳播變得更遠——因為風、水、動物的傳播都變得容易了。
△ 一種海草的花©SHANE GROSS
這種由陸地而來的被子植物,對於那些原始的海洋植物來說就是降維打擊,所以如今海草早已是海洋中最成功的植物,它們分佈在除南極洲外的所有淺海地區,其數量甚至不亞於珊瑚,在海洋中扮演者最重要的生態角色。
它們是海草,它們會在海洋中開花,結果和傳播種子,經歷與它們的陸地近親完全不同的生存方式。
那麼,海草到底是如何適應海洋的呢?在海底開花能夠吸引動物幫其授粉嗎?
△ 海草的分佈-綠色部分
海草是什麼樣的植物?
海洋中的原生植物——一些種類的海藻和我們今天的主角海草長得很像,如果沒有海草的“入侵”,估計淺海也會長滿這些海藻。
海藻是藻類,它們非常原始,沒有根、莖、葉等植物組織,它們用一個固著器將自己固定在海底,但是這一結構不會吸收養分,它們是通過擴散將營養物質輸送到體內;
△ 海草和海藻的差別
而海草,它們與陸地的開花植物一樣,透過根、莖、葉進行分工和營養輸送,以達到合理利用生存資源。
更重要的是,海草就像草原的牧草一樣生長快速和繁殖能力超強,所以海藻並沒有太多與之競爭的能力,只是由於光合作用的需求,海草的生長深度通常在1至3米之間淺海(最深的物種達到58米)。

不過,有趣的是,海草並沒有多樣化,這可能和海洋的地理隔離不夠明顯有關係,直到今天大約只有72種,只包含四個科。
通常情況下,每個地區只生長一種或幾種海草,只有在極少數熱帶地區,海藻的多樣性才會顯得較多——但最多的地區也只有14種。
海草有著極強的無性生殖能力,它們和陸地上的草一樣會不停透過根系冒出新芽來複製自己,創造出一個個由基因相同的個體組成的「克隆草甸」。
由於海草發達的根系在海洋中很少被破壞,已知最古老,最大的植物都是來自同一個海草物種-被稱為大洋海神草(Posidonia oceanica)。
而已知最大、最古老的這種海草,其「克隆草甸」有20萬年的歷史,可追溯到晚更新世的冰河時代,其寬度跨越15公里,比陸地上竹子瘋狂得多。
△ 海草Cymodocea nodosa的花朵
海底開花如何授粉?
除了無性生殖之外,作為被子植物,到了海底也沒有阻擋它們開花結果,進行有性生殖,但是開花必須要解決的問題就是授粉。
在以前,科學家普遍認為海草的授粉完全是由水流決定的,因為長期以來都沒有找到能夠被它們花朵吸引的動物。
直到近些年的研究才發現,有一種海草-泰萊草( Thalassia testudinum)的花粉粒是一些小蝦狀甲殼類的食物。
這些小動物食用海草花粉的同時,也幫助它們授粉,就像陸地上的昆蟲一樣。
但是,對於大部分海草來說,依然沒有觀察到有海洋動物在幫其授粉。
海草有著開花植物中最大的雄花花粉粒,達到5毫米之大,而普通的花粉粒通常只有不到0.1毫米。
而這些花粉粒會聚集成絲狀團塊,在洋流的作用下移動,有利於它們掛在雌花的雌蕊上,從而完成授粉。
△ 海草Posidonia australis的果實
一旦完成授粉,它們就會發育出種子,它們的種子通常具有中性浮力,可以在海洋中漂流很遠。
另外,這些種子通常還包含大量的營養物質,有些種類的種子攜帶的營養甚至可維持到幼苗第一年的發育使用,一些種類的種子還自帶光合作用的能力。
總之,相較於陸地的開花植物,海草種子的存活率是非常高的。
△ 植物從海洋起源到陸地的演變、陸地植物的多樣化、以及之後海草回歸海洋的過程
最後
陸地植物大約從4.5億年前由海洋的藻類進化而來,而海草重新回到了海洋。
對於植物來說,它們要從陸生環境完全進入海洋環境非常困難,要做到這一點,需要特殊的生態耐受性,例如高鹽度、低光照耐受性、水下碳捕獲能力、不同的病原體防禦、結構靈活性和水下授粉等等。
不過,海草做到了,而且它們可能還做到了三次——有三個譜係都獨立進入了海洋環境。
當然,在漫長的海洋生活中,它們中也有一些重新回到淡水環境,據信這種情況獨立進化了200多次。