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显微镜下,植物的星状毛和鳞片竟如此美艳

小山草木君 小山草木记
2024-09-05

《林海伦的博物学》

原创系列之五十三


图文/林海伦

编辑/小山


胡颓子科胡颓子叶片背面的棕色鳞片

放大400倍后可见具有无比精致的构造


植物体的表面时常具有各种毛茸。毛茸是植物长期进化过程中,形成的用于自我保护、保暖、御敌等具多种功能的微小器官组织,也是我们用于鉴定植物种类的重要依据。


植物的毛茸类型有许多种,在植物学上将毛分为腺毛和非腺毛两大类。腺毛是指毛茸上有分泌细胞组成的腺体,具柄的腺毛多数会有强烈的粘性,有的没有柄部则称为腺体,则不具粘性。其余不具腺体的毛茸统称为“非腺毛”。


胡颓子科蔓胡颓子的鳞片

显微镜下放大200倍后,鳞片是大红大紫的角儿


非腺毛的种类特别多,最常见的是柔毛,柔毛通常是指细而短的单根毛,由一个或多个细胞组成。较长的称为长柔毛,反之叫短柔毛,柔毛中也有卷曲的,朝上或朝下,每种植物都是固定的。


硬度较大较粗的毛茸叫刚毛,更加粗硬的叫刺毛,而细长柔软的叫绵毛。少见的有“丁字毛”,顾名思义这种毛呈丁字形,是豆科木蓝属植物的重要特征之一。


其它特殊的非腺毛还有荨麻科的螫毛,螫毛的毛体细胞内容物消失后便成为毛细管状,基部附近钙化,顶端部分硅质化。这种尖锐的毛,除容易刺伤皮肤外,还含有组胺和乙酰胆碱及其他有毒物质。荨麻的螫毛会让人皮肤过敏,“荨麻疹”就是这么来的。


披针骨牌蕨叶片下表面的短柄鳞片

放大400倍后网格状的脉络特别醒目有美感


最具颜值的毛茸是星状毛,它们是毛茸进化的高级阶段,星状毛再进一步演化是鳞片状星状毛。蕨类植物表面的鳞片则是较原始的类型,与鳞片状星状毛的结构全然不同。


当我开始关注植物毛茸的显微构造时,首先想到的是胡颓子科植物的星状毛和它们的鳞片。一来胡颓子科的植物十分常见,取材容易,二来可以看看高颜值的显微图景自然是每个人所向往的事情。


在显微镜下,我看到胡颓子科植物叶片和果实表面的星状毛非常特别,绝大多数是鳞片状星状毛,少数是比较典型的星状毛。由此可以判定,星状毛的出现时间要早于鳞片状星状毛。


木半夏叶片背面

银白色的鳞片将叶片背面完全覆盖

每个鳞片的直径在2mm左右

放大400倍,很像朵盛开的菊花

明显是由密集的星状毛演变而来

叶片背面的鳞片放大400倍

原先分离的星芒相互联合就成了鳞片的构造


胡颓子科的木半夏叶片背面的鳞片放大400倍后,可见其是种由密集的星状毛演变而来的情形,原先分离的星芒相互联合就变成了鳞片,整个鳞片很像朵盛开的菊花,非常具有美感。


胡颓子叶片的背面观

棕色的鳞片密密地盖住了叶片表面

既保暖又有保护作用

放大100倍后形成一幅美丽的图画

放大400倍后可见无比精致的构造

真是件天然的微雕艺术品


胡颓子科胡颓子和蔓胡颓子叶片背面的棕色鳞片,在显微镜下放大400倍后也像是精致的花朵,中央深色部分就是“花蕊”了。与木半夏不同的是胡颓子和蔓胡颓子鳞片的边缘更加富有变化,具有无比精致的形态。


胡颓子科的蔓胡颓子叶片背面的棕色鳞片

粗看上去是麻子密布,其实麻子们都是仙气飘飘的精灵

放大100倍后鳞片和气泡一起奏鸣出音乐般的幻境

放大200倍后都是一朵朵花儿

放大400倍后,鳞片的星芒是如此光彩夺目

活脱脱是星状毛的衍生物

蔓胡颓子的鳞片和罕见的原始星状毛

后者是师傅,前者是徒弟,显然是“青出于蓝而深于蓝”


在显微镜下,这些鳞片都是一件件美不胜收的艺术品,不由得让人惊叹造物主的匠心独具。由于胡颓子科植物是冬天开花,春季果实成熟的特殊植物类群,对御寒具有特殊的要求,才会进化出如此美妙有效的鳞片来保暖的。


白花泡桐花朵上的分枝状毛

分枝状毛的毛细胞中心都是空心的

具有高效的保暖作用


与星状毛相近的还有一种叫分枝状的毛茸也颇具颜值。白花泡桐花朵表面具有大量的分枝状毛。在显微镜下看到,分枝状毛的内部都是空心的,这样的构造具有良好的保温作用。白花泡桐的花朵硕大,花朵的发育过程主要在寒冷的冬季进行,浓密的分枝状毛为其正常生长起到重要的保护作用。


赤皮青岗叶片背面的星状毛,具有自身的特点

红栲叶片背面的鳞秕,由多数扁平的小细胞组成的

红栲叶片背面的鳞秕放大400倍


山毛榉科的赤皮青冈叶片背面也具有大量的分枝状毛。而同科植物红栲叶片背面的鳞秕则是另一种特殊的鳞片,由多个扁平的小细胞组成,同样对叶片表面组织起到保护作用。


有柄石韦叶片上表面只有稀疏的星状毛,总体上呈绿色

有柄石韦叶片背面密布星状毛

犹如裹上了件厚实的皮袄,无法看到其下表皮组织

有柄石韦的星状毛,像是一颗颗小星星

放大200倍,每个星芒都是个毛细胞

放大400倍,中心处可见具有少数细胞的较短的柄部


蕨类植物的有柄石韦叶片背面密布星状毛,犹如裹上了件厚实的皮袄,无法看到其下表皮组织。这里主要是为了防止失水的作用,因为石韦属植物都是生长在岩石或树干上的,不下雨的时候它们一直处于干旱状态,厚实的星状毛就是一层防水墙。


披针骨牌蕨叶片下表面的长柄鳞片

放大200倍后,其柄部的构造也非常精细

放大400倍后网格状的脉络特别醒目有美感


同是水龙骨科的披针骨牌蕨叶片下表面的短柄或长柄鳞片,放大400倍后网格状的脉络特别醒目有美感。这种网格状类型的鳞片在蕨类植物中是较为常见的,铁角蕨科植物的根茎处都是这种鳞片。


披针骨牌蕨鳞片放大400倍后网格状的脉络特别醒目有美感


由于每种植物表面所具有的毛茸或鳞片的特征都是相当稳定的,它与植物体形的大小相比往往更加有鉴定意义。因此,毛茸虽小却是植物学上重量级的特征,不可小觑!


林海伦   2019年4月10日



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