让你一年不闹节目荒 – 讲讲令人大开眼界的植物学

你好,我是职业科普人汪诘。时隔 2 年,我为听众党全新打造的一个音频专辑终于上线了!今天开始,我要跟你讲讲植物学中那些令人大开眼界的发现。

想要愉快地谈论植物,我们就不得不正面面对一个很刁钻的问题,那就是:植物为什么就不会动呢?我记得,我很小的时候,就拿这个问题问过我喜欢养花的奶奶。对此,我奶奶的回答是:它们天生就这样。
天生的。这似乎是一个无可辩驳的理由。假如你了解一些进化论的基本知识,你一定知道,地球生命的演化经历了由水生到陆生,由简单到复杂的过程。这个生物演化的过程因为写进了教科书而广为人知。于是,很多人都误以为植物不会运动,是因为它们是古老的生命形式,是因为植物没有演化出更复杂的肌肉和神经系统。人们认为,植物不运动,是因为它们还没有学会运动。如果你也是这么看待植物运动问题的,那我可以告诉你,这个观点是错误的。
其实,演化论真正告诉我们的是:一个物种如果天生就是这样,那么就意味着,它一定因为现在的样子而获得了某种生存上的优势。长颈鹿因为长脖子而额外吃到了高处的树叶,海豚因为光滑的皮肤而游得更快。都是同样的道理。

不知道你有没有思考过,植物这种扎根土壤、不会运动的生命,它们能够在地球上诞生,是一种偶然还是必然?如果你抱着会动的动物比不会动的植物更高级的思想,你一定会觉得植物的存在是必然的。你会觉得植物就是食物链最底层的生产者,它们天生就应该被动物吃掉。然而,事实并非如此。在生命诞生之初,比植物更古老的单细胞生物都浑身长着鞭毛,它们四处游动,寻找食物,感受刺激,趋利避害。它们可比植物古老得多。
很显然,植物之所以不会移动,并非因为低等,更不是天生如此。如果用一种拟人化的方式来理解植物的行为,那就是在面临生存压力的时候,是植物主动地选择了静止不动。静止不动,这是一个身为万物之灵长的人类觉得相当愚蠢的选择。但是,幸运的是,植物们选对了。这个选择不仅让植物变得异常繁盛,更支撑了整个生物圈。人类之所以能够存在,也要仰赖植物最初的选择。
在严谨的生物学分类里,很多你觉得明摆着就是植物的物种,其实并不是植物。比如说,2005年的时候,生物学分类里就新增了一个大类,叫做囊泡藻界。我们非常熟悉的海带,作为一种褐藻,就被重新分配到了囊泡藻界里面去了。在我上学的时候,海带确确实实就是植物界的成员,但今天听节目的小学生,未来再上植物学课程的时候,老师可能就会告诉你,海带并不是植物。

海带

该图片由 bluebudgie 在 Pixabay 上发布

 

另外,大家应该都知道,蘑菇以前叫做菌类植物,现在我们会管蘑菇直接叫做真菌。蘑菇,也不是植物。

蘑菇

该图片由 adege 在 Pixabay 上发布

我还能为你举出更多的不是植物,却看起来像是植物的例子,而且有些例子比海带和蘑菇更夸张,比如说海葵和珊瑚,它们不仅不是植物,还是传统意义上的动物。但是,到底是什么样的进化优势,让这些动物们放弃了运动,而选择了类似植物的生活方式呢?
现在,越来越多的生物学家开始关注这些现象,他们不再满足于把一个个具体的问题研究和解释清楚,他们开始更多地从环境和演化的视角来看待这些问题。为了更好地研究这些生命,生物学家们发明了一个新词,就叫做泛植物。这个概念突破了植物学的边界,所有那些像植物一样生存的生命都是泛植物的研究对象。这里面包括海带,包括地衣,包括蘑菇这样的藻类和菌类,也包括所有最后选择了静止不动的生命们。

通过研究所有这些选择了一动不动的生命,生物学家们获得了一些全新的洞见。这些选择了一动不动的生命,竟然在能量获取效率上,比其他会动的生命更厉害!比如说一只老虎,它在几维空间中获取能量呢?你肯定会说,那还用问,当然是三维的咯。我想说的是,老虎虽然可以爬山,可以下河,但本质上都是在一条贴着地面的行进路线上获取食物的。所以老虎的获取能量的空间,其实是一条弯弯曲曲的曲线。老虎的捕食路线其实是一维的。
我们再看看,一只燕子的能量获取是几维的呢?燕子不像老虎一样,非要贴着地面移动。燕子可以一边飞行一边捕食,它如果看见一只飞虫,就能直接飞过去。燕子的捕食路线可以不受地形的影响,所以,燕子的能量获取效率更高,它的捕食路线可以看做是二维的。
那我们再来看看,一棵不会动的大树,它的能量获取水平是怎样的。大树的根系深深地扎入土壤,枝干高高地举向天空。它们的每一片叶子都能接受到实实在在的阳光,每一条根系都能吸收到真真正正的养分。所以,大树的吸收能量的水平比老虎和燕子都高,大树的能量获取是三维的。

图片来源:©Yan Tu/Greenpeace/野性中国

生命需要获取能量才能维持。大树虽然不会移动,但它获取能量的方式却比老虎和燕子更高级,获取同样的能量,大树付出的代价肯定是最小的。一棵大榕树的占地面积常常可以达到上万平方米,它们占据的生存空间能达到几十万立方米。无数会跑会跳的小动物会以大榕树为家,它们之中的大部分,一辈子都没有离开过大榕树的怀抱。
如果我们也能像植物一样衣来伸手、饭来张口就能活得不错,又何必要四处奔忙呢?运动本身并不是生存优势,运动是动物们不得已而为之的无奈之举。植物放弃了移动,却在获取能量的方式上比动物更先进。在争夺生存空间这件事情上,植物对于动物,完全是碾压式的降维打击。我们从经验上无法理解植物为什么不会动,但几何学给了我们圆满的解释。
对于动物来说,没有植物就没法生存。但对于植物来说,它们适应环境,改造环境,甚至在它们放弃运动,把根系深深地扎入土壤的时候,它们就已经成为了环境本身。

在这个讲植物学的专辑里,我会经常使用创业者这个类比来描述所有具有植物特征的生物们。创业者这个类比最有意思的地方,就是能生动地表达出植物在改变大环境时表现出的主动性。当然,植物不会像真正的创业者那样,有着对市场的思考和改变世界的主观意识。但是,植物们的行为,像极了积极试错的创业者们。它们不断地发生着变异,生产出各种各样不同的产品,只要某件产品获得了哪怕一点点的小优势,这些变异基因都能迅速的扩散开来。
在这个节目中,我会给你讲一些古老的故事,也会给你讲科学家们对这些古老故事的最新的认知。这里有很多可以当作谈资的植物学冷知识,不过我并不倾向于向你兜售这些知识,我会更倾向于向你解释,这些植物到底经历了什么,才让它们产生了这样奇特的变化。植物的经历当中,隐藏着很多关于生存和竞争的深刻思想,这些思想,绝对值得每一个人深入了解。

摘自:科学声音