有哪些高等植物生活在海洋里?

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唔做了一個水生植物的課題正好可以答一下(說得好像我什麼都在做。。。但其實就是什麼都在做。人在做天在看,蒼天會饒過我么?)

所有的海生高等植物都分布在澤瀉目(Alismatales),澤瀉目也是所有高等植物類群裡面對水生環境適應性最好的類群,有很多完全沉水的科屬,而這一適應性過程中也產生了很多有意思的進化生物學問題,對海洋環境的適應就是其中之一。由於大家習慣性認為海里只有低等藻類,而海生高等植物長得又很像藻類,所以常常受到忽視。這個問題呢就顯得看上去不那麼奇怪但仔細想想又很奇怪的感覺。其實呢海里也是可以開花的。

(Ross, 2015) 最新核心澤瀉類植物系統演化樹。大部分都是水生植物,還有很大一部分是完全沉水植物。而海生種類,分布在水鱉科(Hydrocharitaceae)、絲粉藻科(Cymodoceaceae)、流蘇菜科(Ruppiaceae)、海王草科(Posidoniaceae)、大葉藻科(Zosteraceae)5個科12個屬60種左右,後四個科所有種類均為海產。海生植物在澤瀉目中有三次獨立的演化起源過程。

(Ross, 2015) 最新核心澤瀉類植物系統演化樹。大部分都是水生植物,還有很大一部分是完全沉水植物。而海生種類,分布在水鱉科(Hydrocharitaceae)、絲粉藻科(Cymodoceaceae)、流蘇菜科(Ruppiaceae)、海王草科(Posidoniaceae)、大葉藻科(Zosteraceae)5個科12個屬60種左右,後四個科所有種類均為海產。海生植物在澤瀉目中有三次獨立的演化起源過程。

第一次起源在水鱉科(Hydrocharitaceae):水鱉科為非常特化的完全沉水類群,17屬只有3個屬為海生:

海菖蒲屬Enhalus):一種E. acoroides , 分布於印度和西太平洋海域,有海生植物裡面最顯眼的花朵,水表水媒。在蘇門答臘該種果實可食。

浮在水面的雌花

浮在水面的雌花

自由漂浮的雄花,可以被雌花接受。

自由漂浮的雄花,可以被雌花接受。

果實。。。看上去並不美味呢。

果實。。。看上去並不美味呢。

喜鹽草屬Halophila):十多種,世界性熱帶及溫帶海域分布,水表水媒或也可水下水媒。

H. decipiens


泰來藻屬Thalassia): 兩種,分布於加勒比海和印度洋及太平洋。水下水媒。

T. testudium

絲粉藻科(Cymodoceaceae)、流蘇菜科(Ruppiaceae)、海王草科(Posidoniaceae)位於同一演化支上,屬於一次起源。


絲粉藻科(Cymodoceaceae):五屬全海產。
根枝草屬Amphibolis)。兩種分布於澳大利亞溫帶和塔斯馬尼亞海域,水表水媒,可能有時水下水媒。

A. antarctica


絲粉藻屬Cymodocea):四種,地中海海岸,東大西洋,印度太平洋和西澳大利亞。水表水媒。

C. nodosa


二葯藻屬Halodule):六種熱帶海域廣布。水表水媒。

H. wrightii


針葉藻屬(Syringodium):兩種,加勒比和印度太平洋海岸。可能為水下水媒。

S. filiforme

全楔草屬Thalassodendron):兩種,東非、動馬來西亞和西澳大利亞沿海。弱競爭者,一般生長在非常激烈的湍流或是深達40米的極端環境,水下水媒。

T. ciliatum

流蘇菜科(Ruppiaceae):一屬。原來被分在眼子菜科(Potamogetonaceae)。

流蘇菜屬Ruppia):二到十種,溫帶全球廣布,水表水媒。除海域外也產於內陸鹽湖。

R. maritima


海王草科(Posidoniaceae):一屬。

海王草屬Posidonia):五種,產地中海和澳大利亞沿岸。水下水媒。

P. oceanica


最後一次海生高等植物的演化發生在大葉藻科(Zosteraceae):3屬。

異葉藻屬Heterozostera):一種。 澳大利亞和智利溫帶沿海,可能為水下水媒。

H. nigricaulis

蝦海藻屬Phyllospadix):五種太平洋沿海,水下水媒或水表水媒。根可食。

P. scouleri 花序很像蝦。。。

大葉藻屬Zostera):十二種。世界廣布,水下水媒或水表水媒。

Z. marina


水生植物有很多很有意思的進化生物學課題我就不多說了。圖片均來自於網路侵刪。

資料大部分來自 Cook CDK. 1990. Aquatic plant book. SPB Academic Publishing,
Amsterdam/New York.


@楊貴福的回答提到了紅樹植物,略微介紹了一下,我碰巧對這類東西還算有些了解,在這裡再做一點介紹吧。

說起來,一直沒有回答這個問題,是因為我不太確定紅樹植物是否在題主所問的問題範圍內;「生活在海洋里」這種說法,似乎強調的是生活在海水環境,而海陸交界的潮間帶、海岸這些區域,到底屬不屬於海洋?說起來,紅樹植物仍然是陸生植物,與其他回答當中提到的水生被子植物不論在進化、形態、生理等各方面,都有相當遙遠的差距,很明顯是兩大類不同的東西;一定要說,也只能說紅樹植物與海洋相關,但不能算作「生活在海洋里」。
(順便提一句,楊貴福的回答里有些見解我不太認同,所以雖然內容很有用但沒點贊同,而是點了感謝)

紅樹植物近年日漸為人們所熟悉,這一點受益於大眾對環境話題日漸增加的關注度。然而大部分人對於紅樹林的了解也僅僅停留在名詞的程度,沒有多少直觀的認識。
紅樹植物的定義什麼的,我也不多提,度娘也好維基也罷,都能找到很詳盡的資料。
之所以被稱為「紅樹」,是由於這類生活在潮間帶的植物,普遍都有豐富的單寧質,經砍伐暴露於空氣中會被氧化成紅色,以此得名。

這是2000年世界紅樹林分布圖,圖片作者

這是2000年世界紅樹林分布圖,圖片作者ChandraGiri。

紅樹植物的系統樹如下所示:

圖片引自Shi S, Huang Y, Zeng K, et al. Molecular phylogenetic analysis of mangroves: independent evolutionary origins of vivipary and salt secretion[J]. Molecular phylogenetics and evolution, 2005, 34(1): 159-166.

圖片引自Shi S, Huang Y, Zeng K, et al. Molecular phylogenetic analysis of mangroves: independent evolutionary origins of vivipary and salt secretion[J]. Molecular phylogenetics and evolution, 2005, 34(1): 159-166.
圖A中加粗黑線的分支具有胎生現象,圖B中加粗黑線的分支具有泌鹽的腺體。

部分紅樹植物有典型的「胎生」現象,即種子在母體身上就開始萌發,長出常常的胚軸,以幫助果實落地時插入潮間灘涂進行固定。潮間帶十分不穩定的水陸交替環境的壓力,使得紅樹植物不得不在繁殖環節上,進化出這些十分特化的特徵。
具有胎生胚的有:
水椰屬 Nypa(棕櫚科,唯一的單子葉紅樹植物)
紫條木屬 Aegialitis(白花丹科)
木欖屬 Bruguiera、紅樹屬 Rhizophora、秋茄樹屬 Kandelia、角果木屬 Ceriops(紅樹科)
蠟燭果屬 Aegiceras(報春花科)
海欖雌屬 Avicennia(爵床科)。

泌鹽腺體是另一個紅樹植物具備的特化結構。這些植物將植株當中的鹽分分泌出去,以此維持細胞的正常生理活動。
具有泌鹽腺體的有:
紫條木屬 Aegialitis(白花丹科)
蠟燭果屬 Aegiceras(紫金牛科)
老鼠簕屬 Acanthus、海欖雌屬 Avicennia(爵床科)。

其他的紅樹植物還分布於:
海漆屬 Excoecaria(大戟科)
水黃皮屬 Pongamia、喃喃果屬 Cynometra(豆科)
木果楝屬 Xylocarpus(楝科)
銀葉樹屬 Heritiera、桐棉屬 Thespesia、木槿屬 Hibiscus(錦葵科)
榿果木屬 Conocarpus、對葉欖李屬 Laguncularia、欖李屬 Lumnitzera (使君子科)
海桑屬 Sonneratia、水芫花屬 Pemphis(千屈菜科)
玉蕊屬 Barringtonia(玉蕊科)
海杧果屬 Cerbera(夾竹桃科)
瓶花木屬 Scyphiphora(茜草科)
銀角樹屬 Dolichandrone(紫葳科)
大青屬 Clerodendrum(唇形科)

有時也會把這些歸入紅樹植物:
苦檻藍 Myoporum bontioides(玄參科)
草海桐 Scaevola sericea、小草海桐 Scaevola hainanensis(草海桐科)
傘序臭黃荊 Premna obtusifolia(唇形科)
闊苞菊 Pluchea indica(菊科)
鹵蕨 Acrostichum aureum、尖葉鹵蕨 Acrostichum speciosum(鹵蕨科,僅有的紅樹林蕨類)

這些紅樹植物,雖然在生態上分布在一起,彼此間親緣關係卻頗為遙遠。一些適應於海邊生存的結構,實際上是數次獨立起源的,是一種趨同進化現象。

以下是一些紅樹植物的照片:
草海桐 Scaevola taccada


葉子形狀確實有海桐花的樣子,只不過是草本。(兩種其實差得挺遠)
開花是這樣子的:


(可惜拍糊了)

老鼠簕 Acanthus ilicifolius 的幼苗

黃槿 Hibiscus tiliaceus 的果實長這樣:


蠟燭果 Aegiceras corniculatum


花長這樣:

還有一些標本的照片,隨便放一點上來
木欖 Bruguiera gymnorhiza

可以看到胎生的果實。

可以看到胎生的果實。

水椰 Nypa fruticans

鹵蕨 Acrostichum aureum

葉背面黑乎乎的一片都是孢子囊群,治療密恐有奇效

葉背面黑乎乎的一片都是孢子囊群,治療密恐有奇效

同屬另一種,尖葉鹵蕨 Acrostichum speciosum

雖然紅樹林已經受到很多關注,但現狀並不樂觀,即使是在保護區,有時也會受到來自外界的很大影響,畢竟,海水可以把什麼東西都漂到遠方。


紅樹林分布的灘涂很容易附著上各種垃圾,清理起來也極為費時費力。顯而易見這些垃圾會嚴重影響紅樹林的生態與生存,從這一角度來說,紅樹林跟海洋環境還是關係挺密切的——可能數百甚至上千公里外的一次向海洋傾倒的垃圾,或者是石油泄漏,也會嚴重干擾紅樹林和它庇護下的動物。

隨意提了一些,雖然並非水生的海洋高等植物,總還是有一些相關,也算是給其他回答狗尾續貂吧。
請勿轉載。


其中的維管植物一般稱作海草。
海草全部屬於單子葉沼生目 [Helobiales],12屬49種。中國有8個屬: 大葉藻屬 [Zostera]、蝦形藻屬 [Phvllospadix]、二葯藻屬 [Halodule]、絲粉藻屬 [Cymodocea]、針葉藻屬 [Syringodium]、泰來藻屬[Thalassia]、海菖蒲屬 [Enhalus] 和喜鹽草屬 [Halophila]。最常見的為大葉藻。
詳情建議看看《中國海草植物》一書。http://www.egou.com/index18370014.html


研究生階段就是研究大葉藻,所以我就來說說我知道的部分。

生活在海洋的高等植物大致可以分為紅樹植物海草植物鹽沼植物三種生態類別,注意:這是從生態學角度劃分的,並不是從分類學角度來劃分的。我國的林鵬院士就寫了一本《海洋高等植物生態學》,裡面就有從生態學角度介紹分析了這三種植物群落。

紅樹植物是生長在亞熱帶、熱帶海灣、河口泥灘上的一類木本植物,一般分布於高潮線與低潮線之間的潮間帶,它們只有根和一部分樹榦沉浸在水裡。在中國主要分布在海南、廣西、廣東和福建。至於為什麼叫紅樹呢?主要因為其富含單寧酸,被砍伐後樹皮和樹榦就氧化變成紅色,所以就稱它為紅樹。如果要去觀賞的話,中國有幾個紅樹林保護區,像廣東深圳福田國家級紅樹林鳥類自然保護區、廣東湛江紅樹林國家級自然保護區、廣西山口紅樹林國家級保護區、海南省清瀾港紅樹林保護區、福建漳江口紅樹林國家級自然保護區等。大家去觀賞的時候注意愛護,因為它們是真的被破壞太嚴重,已經越來越少了。

鹽沼植物主要是指生活在含鹽量較高的沼澤、河口、濱海等地的植物。主要還是分布在河口、淺海灘涂。大部分根和莖沉浸在水中,基本上都屬於挺水植物。鹽沼植物相對不受重視,在大家的心目中它們屬於野蠻生長的植物。但是現在有些被破壞還是挺嚴重的。
觀賞的話推薦遼寧盤錦的紅海灘,那邊生長著成片的鹼蓬草、蘆葦盪,一望無際的感覺,很漂亮。說句題外話,去了不要錯過盤錦大米和盤錦河蟹。

當年在光合蟹業那邊做實驗拍的。

當年在光合蟹業那邊做實驗拍的。

接下來就是本文的重點了,畢竟這才是我研究方向。

海草(Seagrass)是生活於熱帶和溫帶海域淺水中的單子葉植物。它是屬於一類有根開花被子植物,通常具有發達的根系和地下莖,生活於沿岸海域,儘管有一些海草只能在低潮時繁殖,但是大部分海草是完全生活在水中的。海草一般分布於低潮帶和潮下帶淺水區域6m以上(少數可達30m)的生境。現在普遍認為海草是由陸生被子植物進化而來,在一千萬年前二次下海再次適應了海洋生境,從而形成了現在的海草類群。

海草屬於生態學上的一個類群,而並非分類學上的一個名詞。海草的分類系統相對比較混亂,前面 @林十之 說「所有的海生高等植物都分布在澤瀉目(Alismatales)」,我個人對那個分類是持反對意見的(還有專業文獻中屬和目、科的拉丁學名都不需要斜體,只有具體的種才需要斜體的)。從研究海草這個小圈子裡,我們都習慣認為海草屬於沼生目(Helobiae),目前全世界共發現有海草約12屬67種,其中大葉藻科 (Zosteraceae)有3屬,聚傘藻科(Posidoniaceae)有1屬,海神草科(Cymodoceaceae)有5屬,水鱉科(Hydrocharitaceae)有3屬。在我國沿海海域共分布有5科11屬21種海草。眼子菜科(Potamogetonaceae)的川蔓藻屬(Ruppia)是否屬於海草現在還比較有爭議。

我國的海岸線較長,緯度跨度比較大,很多沿岸的淺海水域都適合海草的生長,而且各沿海地區分布著許多各種群落類型的海草場,根據Short等的劃分,我國海草分布在熱帶印度-太平洋區系和溫帶北太平洋區系。范航青等把我國海草分布區域劃分為北方區域和南方區域。北方區域包括遼寧、河北、山東等省沿海,約含有2屬7種;南方區域包括福建、台灣、香港、廣東、廣西、海南和西沙群島等沿海海域,共約包含8屬14種。見圖1-1。

圖1-1中國海草分布圖(引自范航青,2009)

Fig.1-1 Seagrass distribution in
China(From Fan Hangqing, 2009)


現在在遼寧地區,海草種群主要的優勢種還是大葉藻,偶爾會見到矮大葉藻,而其他海草已經很難見到了,有時運氣好潛水的時候能見到一兩種。大連的獐子島生態環境保護的相對較好,那時我們研究大葉藻都是在那邊採樣的,以前島上的明珠賓館後面就有一大片,不過現在估計快沒有了。還有就是盤錦的蛤蜊崗低潮的時候能見到一些,不過都是一小撮一小撮的。

大葉藻(Zostera marina L.)是溫帶性多年生海草的一種,隸屬於被子植物門(Liliopsidal)、單子葉植物綱(Monocotyledoneae)、沼生目(Helobiae)、大葉藻科(Zosteraceae)、大葉藻屬(Zostera),生長在潮間帶和潮下帶的淺海區域,在全世界的分布範圍很廣,主要分布在太平洋和北大西洋地區,南至北緯35°左右,北達北極圈內,在我國主要分布於遼寧、河北和山東等省的淺海地區

獐子島的大葉藻

獐子島的大葉藻

估計大葉藻覆蓋度

估計大葉藻覆蓋度

大葉藻幼苗

大葉藻幼苗

花枝

花枝

在獐子島那邊採集大葉藻的種子

在獐子島那邊採集大葉藻的種子

這幾張是在獐子島邊的褡褳島和大耗島潛水五六米深時拍的。

這幾張是在獐子島邊的褡褳島和大耗島潛水五六米深時拍的。


這些是在旅順那邊潛水採到

這些是在旅順那邊潛水採到黑鬚根蝦形藻Phyllospadix
japanicus
Makino
),主要看根莖基部覆蓋著老葉鞘遺留下的黑褐色纖維絲,主要生長在中潮帶岩石上。


叢生大葉藻(Zostera caespitosa Miki),根狀莖極短而近直立,葉片較短約70cm


山東地區,海草的優勢種類還是大葉藻和矮大葉藻。威海那邊的天鵝湖就有分布比較廣。以前去榮成的禇島能採到一點。


南方地區,廣東、廣西、海南都有分布。福建有記錄的是矮大葉藻,不過作為福建人在福建各沿海還沒有見到過。南方地區大葉藻科的只有矮大葉藻能見到,如廣西合浦。熱帶地區的海草種類比較多,聚傘藻科(Posidoniaceae)、海神草科(Cymodoceaceae)、水鱉科(Hydrocharitaceae)基本上都只能在南方地區見到。


海草現在被破壞的很嚴重,加上海草對生態環境要求比較高,所以很多海草床都已經消失了。能見到海草的海域你應該好好珍惜,因為這說明這片海域環境污染還不是很嚴重,水質還是不錯的。當然,不要和大型藻類弄混了。


以上,海洋高等植物在生態系統中比較脆弱的部分,所以還是希望大家多保護少破壞,畢竟有些鳥類魚類哺乳類如丹頂鶴、黑嘴鷗、天鵝、儒艮、白鰭豚等各種動物還需要靠這些地方走完一生呢。

歡迎指正


參考文獻:

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taker R.H.. Communities and Ecosystems[M]. New York: MacMillan, 1970.


海綿寶寶


淡水裡的植物更高級一些吧,尤其是一些漂浮植物。


如果濱海算的話,紅樹林也是一類


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