不靠葉子呼吸！水韭長得酷似韭菜，沒有花和果，靠根呼吸二氧化碳

在農村的塘邊淺灘、山溝淤泥旁，或是靜謐的沼澤濕地里，常常能見到一種纖細的小草——它葉片細長、色澤鮮綠，遠遠望去，和咱們餐桌上常見的韭菜長得一模一樣，可千萬別被這“偽裝”騙了！

它不僅和韭菜毫無親緣關系，更是碰不得、挖不得的“寶貝”——國家一級保護野生植物水韭。

哪怕只是隨手割1棵，都可能觸犯法律，面臨牢獄之災。

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形似韭菜非韭菜，竟是3億年“活化石”

水韭，是水韭科水韭屬所有植物的統稱，因葉片形態酷似韭菜，且常年扎根于淺水中、淤泥里，故而得名“水韭”。

中華水韭

別看它長得不起眼，身世卻十分顯赫。

在2021年國家公布的《國家重點保護野生植物名錄》中，我國分布的所有水韭屬物種，均被列為國家一級重點保護野生植物，地位堪比植物界的“大熊貓”。

更值得一提的是，水韭是地球上極為古老的孑遺植物，其演化歷史可以追溯到距今3-4億年的石炭紀和泥盆紀，是現存最古老的維管植物之一，見證了地球的滄桑變遷，被譽為植物界的“活化石”。

全世界范圍內，水韭約有200余種，而我國目前已知道的水韭物種有14個，分別是：

高寒水韭、中華水韭、臺灣水韭、云貴水韭、東方水韭、香格里拉水韭、保東水韭、湘妃水韭、隆平水韭、青鋒水韭、長興水韭、長樂水韭、福建水韭和余杭水韭。

湘妃水韭

其中，中華水韭主要分布于長江中下游地區，臺灣水韭為我國臺灣特有物種，高寒水韭則多見于高海拔寒冷濕地，各自有著獨特的生存習性。

很多人會把水韭和韭菜混淆，畢竟二者外形太過相似，但從植物分類學來看，它們完全是“八竿子打不著”的兩類植物。

韭菜

韭菜屬于百合科蔥屬，是我們熟悉的多年生宿根草本植物，依靠種子繁殖，葉片扁平、有明顯的蔥蒜味，是餐桌上常見的蔬菜。

東方水韭

中華水韭

而水韭屬于水韭科水韭屬，是多年生水生蕨類植物，一生無花無果，依靠孢子繁殖，葉片呈半圓柱狀，沒有絲毫蔥蒜香氣，二者的“血脈”淵源可謂風馬牛不相及。

02

獨特生理結構，藏著生存大智慧

水韭的外形雖像韭菜，但其內部結構卻十分獨特，每一處細節都藏著它適應水生環境的大智慧。

它的葉片呈線形半圓柱狀，像一把把細小的翡翠吸管，蓮座狀叢生于粗短的根莖或球莖上，整齊有序，自帶一種清雅的美感。

若是你小心翼翼地摘下一片成熟的水韭葉片，就能發現它的小秘密：

葉片基部呈白色半透明的勺狀，這個“小勺子”里，藏著一團被透明薄膜包裹的深色結構，那便是水韭的孢子囊——相當于它的“繁殖器官”，也是蕨類植物區別于種子植物的典型特征。

再仔細觀察，還能發現植株外部葉基的孢子囊，多是肉眼可見的土黃色顆粒狀，這是大孢子囊，里面容納著數百粒大孢子。

而靠近內部葉基的孢子囊，則呈深褐色泥狀，是小孢子囊，里面竟藏著數萬到十多萬粒小孢子，大、小孢子相互配合，才能完成水韭的繁殖過程，十分精巧。

透過水韭葉片半透明的蠟質感表層，還能隱約看見它的內部被分成一節一節的，仿佛被精心裁剪過一般。

若是對葉片進行解剖，觀察其橫截面，會發現里面有四個分隔的氣腔，中央是纖細的維管束，整個截面看起來就像一個小小的“田”字。

這意味著，水韭的葉片內有4個縱行氣道，圍繞著中央的中肋分布，并且被橫隔膜分隔成一個個節段，隔膜上還布滿了細小的氣孔，方便氣體在葉片內部流通，為它的光合作用和呼吸作用提供保障。

除了葉片，水韭的根也十分特別，它長著少見的多回二歧分支，像一個個細小的分叉網絡，這種根系結構能最大限度地增加與土壤的接觸面積，從而更高效地吸收水底淤泥中的水分和少量養分。

若是觀察水韭根的橫切面，還能發現其內部有一個大大的氣室，維管束分布在一側，這個氣室就像一個“儲氣囊”，能儲存從水底吸收的二氧化碳，為葉片的光合作用源源不斷地提供原料。

正是這些獨特的根、莖、葉結構，讓水韭能在缺氧、貧瘠的水生環境中穩穩扎根、自在生長。

03

反向操作！靠根吸二氧化碳

通常來說，貧瘠的水生環境中，很難長出密集的植物群落，因為水底淤泥養分稀少，難以滿足植物光合作用的需求。

云貴水韭的根

但水韭卻偏偏“反其道而行之”，格外偏愛這類養分稀缺、水質干凈的貧瘠水生環境，這背后，全靠它獨有的“生存絕技”。

我們都知道，一般的水生植物，主要通過葉片和莖干吸收水中的二氧化碳，用于光合作用。

但水韭的葉片表面，氣孔卻十分稀少，很難高效吸二氧化碳，于是它進化出了一項“超能力”——主要依靠根部吸收二氧化碳。

水底沉積物在微生物的作用下會分解產生大量二氧化碳，這些二氧化碳能輕松穿過水韭根部的表皮，進入根部的氣室，再通過氣道輸送到上部的葉片，為光合作用提供充足原料。

而水底淤泥中的二氧化碳濃度，比上部水體高出好幾倍，這就為水韭的“根吸收策略”提供了得天獨厚的條件，讓它在貧瘠環境中也能“自給自足”。

04

為什么會演化出“旱生植物的技能”？

更令人驚嘆的是，科學家在對一些水韭物種的研究中，竟發現了一個反常的現象：

水韭的葉片中，存在類似旱生植物（如仙人掌、景天）的景天酸代謝（CAM）特征。

余杭水韭

景天酸代謝是旱生植物為了適應干旱環境、減少水分蒸發而演化出的生存策略——它們會在夜間打開氣孔，吸收空氣中的二氧化碳并儲存起來；白天則關閉氣孔，避免水分流失，同時利用夜間儲存的二氧化碳進行光合作用。

可水韭常年生活在水中，根本不缺水，它為什么會演化出這種“旱生植物的技能”呢？

經過深入研究，科學家終于揭開了謎底：這種機制能讓水韭打破時間限制，白天黑夜都能持續吸收根部輸送的二氧化碳，同時還能循環利用自身呼吸作用產生的二氧化碳，大幅提升光合效率，最大限度地利用有限的資源，維持自身的生長發育，堪稱植物界“節能增效”的一把好手。

也正是這種獨特的代謝方式，讓水韭能在貧瘠的水生環境中脫穎而出，歷經億萬年而不衰。

05

結語

它不是田間的野生韭菜，不能采來煎雞蛋、做菜肴；它是億萬年的孑遺珍寶，是國家一級重點保護野生植物，是地球演化的“見證者”，更是具有極高科學價值的“活化石”。

在此提醒大家，今后若在水邊見到這叢“似韭非韭”的綠意，請駐足欣賞，默默守護，千萬別去采摘——因為每一株水韭，都是地球寫給未來的一封綠色情書。

參考文章

[1]《中國水韭屬植物的分類與保護現狀》，張憲春、王青鋒，植物分類學報，2018年

[2]《孑遺植物水韭的生理生態適應性研究進展》，李建科、趙艷，西北植物學報，2020年

[3]《中國蕨類植物圖譜》（水韭科專章），陳心啟、吉占和，科學出版社，2019年

[4]《國家重點保護野生植物名錄（2021年版）》，國家林業和草原局、農業農村部，2021年