Welwiczja przedziwna, w. osobliwa (Welwitschia mirabilis Hook f.), funkcjonuje także pisownia welwiczia – gatunek rośliny pustynnej reprezentujący monotypowy rodzaj welwiczja (Welwitschia) oraz także monotypową rodzinę welwiczjowate (Welwitschiaceae). Występuje na kamienistych równinach północnej Namibii i południowej Angoli, wzdłuż wybrzeża Oceanu Atlantyckiego (pustynia Namib, Kaokoland). Jest pustynną rośliną o specyficznej budowie, w której zachodzi fotosynteza typu CAM. Wyróżnia się wśród nagonasiennych m.in. także owadopylnością i budową gametofitu żeńskiego, w którym nie powstają rodnie.
Określana jako żywa skamieniałość. Charles Darwin uznał ją za „odpowiedź świata roślin na dziobaka”. Joseph Dalton Hooker, dyrektor Kew Gardens, stwierdzić miał po otrzymaniu tej rośliny, że „jest jedną z najbardziej cudownych i zarazem jedną z najbrzydszych roślin świata”.
Rozmieszczenie geograficzne Zasięg gatunku obejmuje pas lądu wzdłuż wybrzeża południowo-zachodniej Afryki. Miejsce typowe znajduje się na przylądku Cabo Negro na północny wschód od miejscowości Tômbua w Angoli. Na północy zasięg sięga do okolic miejscowości (São Nicolau) w Angoli, przy ujściu okresowej rzeki Bentiaba (Nicolau River, około 14°S). Na południu gatunek ten ma stanowiska sięgające do okolic Walvis Bay w Namibii (ok. 24°S). Większość stanowisk znajduje się w odległości do 80 km od brzegu oceanu, najdalsze sięgają ok. 200 km w głąb lądu.
W północnej części zasięgu tj. w Angoli i na północno-zachodnich krańcach Namibii do miejsca zwanego Ogams/Ougams występuje podgatunek W. mirabilis subsp. mirabilis znany z 434 lokalizacji. Dalej na południe, tj. tylko w Namibii, sięgając na północy do rejonu miejscowości , rośnie W. mirabilis subsp. namibiana znany z 527 lokalizacji. Znakomita większość stanowisk odkryta została po przełomie XX i XXI wieku, do którego to czasu znanych było ich tylko kilkadziesiąt. Ze względu na trudną dostępność zasiedlanych przez ten gatunek obszarów pustynnych znacząca poprawa wiedzy o jego rozmieszczeniu nastąpiła dzięki analizie zdjęć lotniczych.
Morfologia Pokrój Bardzo oryginalny, roślina opisywana jako jedna z najdziwniejszych. Określana jest mianem drzewa–karła. Ma skrócony i nierozgałęziony pień, z którego krawędzi wyrastają tylko dwa liście. Jest długowieczną rośliną dwupienną z szyszeczkowatymi kwiatostanami wyrastającymi u nasady liści. Rośliny męskie zwykle są bardziej okazałe od żeńskich.
Pień Gruby i krótki, w większości schowany pod ziemią, osiągający zwykle do 50 cm wysokości (rzadko 1 m, a wyjątkowo 2 m) oraz 120 cm średnicy, rozszerzający się ku górze. Im roślina starsza, tym bardziej jej łodyga rozrasta się, aż zaczyna przypominać spiłowany pień. U starszych roślin szczyt jest podłużnie wgłębiony, tak że pień rozdzielony jest na dwa płaty. Z podłużnego wgłębienia równoległego do nasady liści wyrastają pędy rozrodcze (nie z ich kąta jak u innych roślin, lecz nad nim).
System korzeniowy Palowy, osiąga ok. 3–5 m głębokości i w górnej części nawet do 90 cm średnicy. Zwęża się klinowato i w dolnej części jest prętowaty. Mimo masywności system korzeniowy jest delikatny, wrażliwy na zaburzenia. Gęsta sieć korzeni w strefie przypowierzchniowej rozpościera się w otoczeniu rośliny na obszarze o średnicy do 30 m.
Liście Z pnia wyrastają tylko dwa naprzeciwległe, skórzaste liście, mogące osiągać znaczne rozmiary – najdłuższe zmierzone miały 6 m długości, przy czym w starszej (dalszej) połowie były martwe. Przyrastając u nasady, z biegiem lat stają się coraz bardziej skręcone i postrzępione. W miarę rozszerzania się pnia pękają na podłużne pasy i rozszerzają osiągając maksymalnie 1,8 m szerokości. Gdyby ich końce nie zamierały, teoretycznie mogłyby osiągać przy ich tempie wzrostu i długości życia roślin nawet 300 m. Nigdy nie zrzucane, żyją wraz z całą rośliną kilkaset lat – najdłużej ze wszystkich liści. Ze względu na skręcanie i rozszczepianie się liści starsze rośliny wyglądają jakby miały ich wiele.
Aparaty szparkowe są obecne po obu stronach liści. Zazwyczaj rośliny pustynne mają drobne, grube liście z nielicznymi porami niemal wyłącznie na spodniej stronie (aby ograniczyć parowanie). Wydawać by się mogło, że rozwiązanie obecne u welwiczji jest nieoptymalne, jednak już u kilkuletniego osobnika nie można wskazać górnej czy dolnej strony z powodu zwijania się liści. Dzięki aparatom szparkowym welwiczja może pochłaniać rosę niezbędną do przetrwania w nieprzyjaznym środowisku. U tego gatunku występuje ok. aparatów szparkowych/cm². mały|prawo|Kwiatostany (szyszki) żeńskie mały|prawo|Kwiatostany (szyszki) męskie
Kwiaty Kwiaty męskie i żeńskie występują na osobnych roślinach (w populacjach rośliny męskie są liczniejsze od żeńskich). Skupione są w sympodialnie rozgałęzione 3–4-krotnie kwiatostany strobilopodobne wyrastające nad pachwinami liści. Męskie kwiaty zebrane są w szyszkowate kwiatostany, przy czym w obrębie każdy kwiat wsparty jest czterema łuskami. W centrum kwiatu znajduje się zredukowany i niefunkcjonalny zalążek zawierający rurkę mikropylarną na szczycie tarczowato rozszerzoną. Przez rurkę wypływa słodki nektar wabiący owady zapylające. Wokół tego tworu znajduje się 6 trzoneczków zakończonych mikrosynangiami powstającymi w wyniku zrastania się 3 mikrosporangiów wytwarzających czerwony pyłek. Ze względu na funkcję i układ przypominają pręciki roślin okrytonasiennych. Kwiaty żeńskie skupione są także w szyszkowatych kwiatostanach podobnych do męskich, ale nieco większych. Kwiaty te rozwijają się w kącie pojedynczej, dużej łuski i składają się z jednego zalążka, osłonki (integumentu) tworzącego długą rurkę mikropylarną oraz otaczającej taki kwiat okrywy (ew. uznawanej za drugi integument). Pojedynczy szyszkowaty megastrobil zawiera 90 do 100 megasporofili, z czego około połowa jest płodna (skupione są one w dolnej i szczytowej części strobila). Dorosłe rośliny żeńskie mogą tworzyć kilkadziesiąt do ponad 100 megastrobili.
Nasiona Osiągają 1,2 cm długości i 0,6 cm szerokości i otoczone są szerokim skrzydełkiem, wraz z którym licząc, mają 3,6 cm długości i 2,5 cm szerokości. Na jednej roślinie powstać może ponad 10 tys. nasion w trakcie sezonu. Masa tysiąca nasion wynosi 69 g.
Biologia thumb|Pluskwiak Probergrothius angolensis związany z welwiczją
Rozwój Welwiczja jest wolnorosnącą rośliną długowieczną. Wiek najstarszych okazów określany jest na ok. 1,5 tys. do prawdopodobnie nawet 2,5 tys. lat. Datowanie z pomocą promieniotwórczego izotopu węgla-14 potwierdziło wiek 2 tys. lat badanych okazów. Liście wydłużają się średnio o 0,37 mm dziennie, ale występują znaczne różnice w różnych warunkach siedliskowych i w zależności od warunków pogodowych. W efekcie roczny przyrost długości liści waha się od 8 do 15 cm.
Kwitnąć zaczynają rośliny w wieku 10–12 lat, kiedy nasada pnia osiąga ok. 20 cm średnicy. Kwitnienie jest uzależnione od temperatury, która musi utrzymywać się powyżej . Przypada na okres od listopada do stycznia. Zapylaczami welwiczji są błonkoskrzydłe i muchówki wabione nektarem zawierającym ok. 50% węglowodanów i wydzielanym przez kwiaty męskie i żeńskie. Związany z welwiczją pluskwiak, , bywa wskazywany jako prawdopodobny zapylacz, ale w istocie żeruje na dojrzałych makrostrobilach zawierających nasiona, infekując je patogennym grzybem.
U welwiczji nie zachodzi zapłodnienie podwójne znane u innych gniotowców – jak u pozostałych nagonasiennych przez łagiewkę pyłkową przemieszcza się i dokonuje zapłodnienia jedna komórka plemnikowa, podczas gdy druga degeneruje. Przedrośle żeńskie nie formuje rodni i jest silnie apomorficzne, niepodobne do występujących u innych grup systematycznych. Po podziale mejotycznym powstają cztery komórki, z których rozwija się jedna. W przeciwieństwie do innych roślin nasiennych nie formuje się duża, centralna wakuola, natomiast jądro komórkowe dzieli się wielokrotnie, tworząc w obrębie komórki około tysiąca wolnych jąder zanurzonych w średnio zagęszczonej cytoplazmie (komórka przedroślowa ma na tym etapie 600 μm średnicy). W kolejnym etapie jądra komórkowe grupowane po kilka do ok. 12 otaczają się ścianami komórkowymi. Tak powstałe wielojądrowe komórki tworzą w większości nasadową część wegetatywną (chalazalną), a mniejsza grupa komórek wyróżniająca się tym, że ich jądra powstają tylko z 3–6 jąder pierwotnych, tworzy obszar płodny (mikropylarny). W komórkach części wegetatywnej przedrośla jądra zlewają się w pojedyncze jądra poliploidalne i komórki te, dzieląc się, tworzą dominującą objętościowo w nasieniu tkankę odżywczą zalążka. Haploidalne jądra w komórkach części płodnej nie łączą się. Około 12 komórek części płodnej tworzy wydłużone struktury (prothallial tubes) nawiązujące do rurek mikropylarnych. Po dotarciu łagiewki pyłkowej i wlaniu się komórki plemnikowej do tej struktury następuje gwałtowne zagęszczenie cytoplazmy wokół jednego z jąder haploidalnych, które staje się komórką jajową. Powstaje zygota przez jakiś czas zawierająca dwa jądra haploidalne (komórki jajowej i plemnikowej), a po ich połączeniu się – jedno diploidalne.
Nasiona dojrzewają w lutym–marcu, po czym rozsiewane są przez wiatr. Zachowują zdolność do kiełkowania przez 2–3 lata, aczkolwiek dotyczy to tylko 0,1–10% nasion ze względu na niezdolność do kiełkowania nasion porażonych przez kropidlaka czarnego Aspergillus niger.
Kiełkowanie jest szybkie w odpowiednich warunkach tj. po nasiąkaniu wodą przez minimum 3–21 dni. Siewka rozwija korzeń osiągający 1 m głębokości po ok. 8 miesiącach oraz ma dwa lancetowate liścienie utrzymujące się przez 1,5 roku. Dwa liście właściwe rozwijają się nakrzyżlegle względem liścieni.
Fizjologia Podobnie jak inne rośliny pustynne, takie jak kaktusowate i grubosz, welwiczja przeprowadza fotosyntezę CAM (Crassulacean Acid Metabolism). Jako że znaczącym źródłem pochłanianej wody jest mgła, szparki są otwarte w nocy i we wczesnych godzinach porannych. Po ich zamknięciu dwutlenek węgla jest zużywany na fotosyntezę (odbywającą się w obecności światła). Węgiel jest magazynowany w formie kwasu jabłkowego (C4). Energochłonność tego typu fotosyntezy skutkuje bardzo powolnym wzrostem – rocznie pień przyrasta o około 1 mm. Welwiczja może sobie jednak pozwolić na taki wydatek z powodu braku konkurencji.
Woda pozyskiwana jest z mgieł za pośrednictwem liści, na których skręconej powierzchni osadza się i skapuje na ziemię, gdzie wchłaniana jest za pomocą korzeni, które są silnie rozgałęzione tuż przy powierzchni gleby. Głęboko sięgający korzeń palowy pozwala też na korzystanie z wód gruntowych. U starych roślin korzeń palowy pełni funkcję głównie kotwiczącą roślinę, w górnej części służy też do magazynowania wody. Pień i liście pełnią także funkcję spichrzową, dzięki czemu rośliny mogą przeżyć długie okresy suszy. Pień otacza gruba korowina, która izoluje przed wpływem wysokich temperatur i prawdopodobnie jest ewolucyjną adaptacją ułatwiająca przetrwanie pożarów. Współcześnie w północnej części zasięgu zdarzają się one w miejscach, gdzie welwiczja rośnie w trawiastej sawannie.
Roślina wydziela gumożywicę.
Ekologia thumb|Welwiczja w naturalnym siedlisku Gatunek rośnie na obszarach pustynnych, gdzie występują mgły napływające znad oceanu. Roczne opady wynoszą od ok. 10 mm nad morzem do ok. 120 dalej od niego i w zasięgu gatunku nie przekraczają 200 mm, przy czym subsp. mirabilis nie rośnie na obszarach o rocznych opadach poniżej 50 mm, a subsp. namibiana nie rośnie na obszarach z opadami powyżej 150 mm. Ilość wody docierającej wraz z mgłami odpowiada 50 mm opadów. Występuje tu silne nasłonecznienie (co najmniej 300 dni słonecznych w roku) i silne wahania temperatur dobowych, wynoszące od ok. 7 °C nocą do nawet ok. 50 °C za dnia.
Nasiona welwiczji są w stanie przez 48 godzin wytrzymać temperaturę . W warunkach o wysokiej wilgotności nasiona zachowują zdolność do kiełkowania przez co najmniej dwa lata (czas trwania eksperymentu) w temperaturach: , oraz .