萬歲的生命：聽鄧興旺講植物的故事

02-21

?花舞人間景區，杜鵑花瓶

撰文｜鄧興旺（北京大學現代農學院教授）

責編｜葉水送

知識分子為更好的智趣生活 ID：The-Intellectual

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每天我們對周圍各種各樣的植物習以為常，但未必真正了解植物。植物雖然沒有像動物一樣的視覺系統，但卻能「看見」很多東西，甚至比我們「看到」的更多，你信不信呢？

我們看不見的光，植物也能看見，如紫外光、紅外光。很弱的光植物也能看見，而我們要不是特別注意的話是會看不見的。例如，在一個小屋子裡，把門窗全關上，當一個小小的螢火蟲飛過的時候，我們不一定會注意到。當然，要是在暗中休息了一會兒，努力使我們的眼睛適應一下黑暗的環境並集中注意力後，或許就會看到了。但植物是不需要那麼費勁的，它隨時都能輕鬆感覺到光的存在和變化。更有甚者，植物不但能看到光，還能藉此改變自己基因的表達，並在生長和發育上做出反應，從而使自己能更好地適應所處的光環境。所以，植物具有我們人類所沒有的能力，不要小看植物。

大自然的植物多姿多態，吸引著人們去欣賞和品味。人們還通過對植物進行精心栽培和改造來彰顯它們的獨特魅力。四川成都有個叫做「花舞人間」的著名景區，是由希望集團四兄弟創始人之一——陳育新出資修建的。這個景區是一個1000多畝的大花園，裡面種有大量的一年四季都可觀賞的各種花卉。作為一個企業家，陳育新對植物有著特別的情懷，他在花卉栽培上做了一些很有意思的發明，據說有的還申請了國際專利。其中最具特色的發明就是巨型杜鵑花瓶，這是把二十幾棵杜鵑用特製的模具強力固定和綁紮，讓它們交叉生長，最後形成一個非常規則的、形如鏤空的花瓶造型。

除了供人觀賞外，植物引人關注的更重要原因是它們和我們的生活息息相關。在北京大學，有一門很有意思的植物學課程叫《舌尖上的植物學》，這門課不是讓學生去記植物的名字或去採集植物標本，而是講一些和我們每天吃喝相關的植物學故事，讓學生了解吃裡面的科學、歷史以及文化。

實際上，植物是我們美好生活中必不可少的一部分。如果我們生活中沒有植物，沒有一點花草，即使住豪宅中，每天大魚大肉，你會幸福嗎？不會的。所以在我們生活中，植物非常重要。

植物擁有動物難以企及的超長壽命

? 32000年前的種子，圖片來自圖片來自http://Sci-News.com

滿山遍野的植物這麼豐富，它們是怎麼能存活下來並傳宗接代？這實際上是和植物的一些特有能力有關。科學家發現，一些在寒冷的西伯利亞埋了3萬多年的種子竟然沒有死掉，這些長壽種子被挖出來後，它們會在實驗室里發芽、生長、開花和結果。3萬多年前的種子到現在照樣可以發芽生長，說明植物具有人和動物沒有的能力。另外，我們在生活中還發現，一顆種子掉在任何地方，無論是肥沃的土壤，還是石頭縫裡，或是水泥板下面，它都能發芽，都能長出來。植物的這些本領與生俱來，在任何惡劣環境下，都能活下來。

種子掉到不同深度以及硬度的土壤里都能長出來。種子掉到土裡面後，它要作出一個重要的決策：該不該發芽、什麼時候發芽。比如說，要是冬天下雪了，種子突然犯錯誤，在這個時候發芽了，那肯定是致命的，苗子就會被凍死了，所以，它一定要等春天的到來。當然，有些植物的種子可以在冬天發芽，例如冬小麥，它在冬天發芽是沒問題的。

種子發芽以後，它就要從土裡面慢慢地長出來，這個時候，它要盡量往上躥，但是葉子不能太大，太大了阻力也就大了。種子知道這些，它一旦穿出土壤之後，芽就停止生長了，把葉子打開，吸收光進行光合作用。所以，這一切的一切，種子似乎都是精心策劃好的，而且它「策劃」的時候，不知道土有多深，芽要長多久，它一步一步走著看，但每走一步要做決策時，都會正確決策。一但錯了，就會死亡。所以植物的這種能力非常非常重要。

?古雲杉其貌不揚，但已有9550歲了，圖片來自The Vintage News

不光種子可以長壽，種子長出來的植物也會長壽。在河北承德豐寧滿族自治縣有顆松樹很有名，被稱為「天下第一奇松」，它距今活了一千多年。在成吉思汗打天下的時候，這棵松樹就已經在那兒了。先人雖已逝，這棵松樹還長在那兒。這說明植物的生命力非同一般。過去人們常說吾皇萬歲萬萬歲，實際上，人最多只能活到一百多歲。而植物真的是可能「萬歲」。在瑞典中部地區，就發現了一棵9550多歲高齡的挪威古雲杉，而且至今生命力依然頑強。

植物還有一個我們望塵莫及的超能力。兩棵不同種類的植物，把它們的葉和皮剝一剝，再把它們捆紮起來，它們就會長在一起。嫁接是在園藝植物栽培中很常用的方法，那是把一種植物的上半部分和另一種植物的下半部分結合在一些生長。這在動物、人類身上是絕不可能的。

植物讓我們免於飢餓甚至戰亂

植物不光好看，更主要的還是給我們提供很多食物。對植物的改造，在人類的生存和發展中起著至關重要的貢獻。第二次世界大戰後，也就是上世紀四十年代中後期，打完仗後，軍人們都回家結婚生子，導致人口劇增，一下子就翻了一番。人口多了吃得也多了，但那時糧食產量增長太慢。所以當時就有一些社會學家、經濟學家預測，第三次世界大戰馬上就要開始了。糧食不夠就會產生戰爭，實際上，歷史也總是這樣的。

當很多人認為世界大戰又要開始時，一場革命挽救了全世界。這場革命就是對現代影響最大、眾所周知的「綠色革命」，這主要源於國際玉米小麥改良中心的植物學家諾曼·布勞格（Norman Ernest Borlaug, 1914-2009）對小麥品種進行改造，培育出了矮稈小麥，這種小麥產量高，風吹不倒，推廣種植後使全世界的小麥產量翻了一番。結果墨西哥、印度這些國家，以前吃不飽，需要別的國家救濟。綠色革命後他們雖然吃的多，但還是吃不完，甚至要賣給別人吃。所以第三次世界大戰到現在為止還沒有打起來，雖然局部存在戰爭，但一直都沒有達到世界大戰的層次。最主要的原因是人們都能吃飽，不為爭奪耕種糧食的土地打仗了。所以，當初人們都非常感激那位科學家，並頒給了他諾貝爾和平獎。

?Norman Ernest Borlaug，圖片來自http://achievement.org

植物不僅為我們貢獻糧食、蔬菜和水果，還為我們提供藥材。羅漢果原是廣西桂林的一種野生植物，據稱可專治霧霾、保證嗓子清爽。然而，野生羅漢果產量很低，最多一株藤只能結不到30個果。廣西師範大學的李柏林教授採用一套技術對羅漢果進行了改造，使其產量得到大大提高。原來，野生羅漢果身上都帶有病毒，它們帶病生長，自然都長得不好、產量低。李柏林教授採用組織培養的方式生產羅漢果樹苗，把病毒根除了，結果變成每棵樹可以結300-390個左右羅漢果，產量提高了十倍！通過這種方法，他把野生羅漢果變成一個在大田裡面大規模種植的作物。農民種了這種經過改造的羅漢果後，每畝地可以凈收入5000-10000元，比種水稻和小麥的收入多得多。所以，有的時候，只要稍微做一點研究，做一點改進，就能為我們國家的一部分人，特別是農民做出貢獻。

植物以靜為動，洞悉世間萬象變化

植物看似每天都靜靜佇立在它出生的地方一動不動，其實它有很多小動作，時刻對外界環境做出反應。植物怎麼感受環境這個問題實際上起源於達爾文（Charles Robert Darwin，1809-1882）的研究。

?Charles Robert Darwin，圖片來自http://wikipedia.org

達爾文是一位偉大的生物學家，他最大的貢獻是寫了一本《物種起源》，就是我們現在所說的進化論，這應該說是生物科學中兩件大事之一，另一個是孟德爾（Gregor Johann Mendel，1822-1884）的遺傳學理論。這兩個理論在生物學中比任何其它東西都重要。學生物學的人必須知道達爾文和孟德爾，如同學物理的人必須知道牛頓、愛因斯坦。達爾文除了這個最偉大的工作外，還做了許多其它很有意思的研究，其中一項就是研究植物怎麼動。他和他兒子一起寫了一本書叫《植物的運動》，裡面列舉了很多有意思的現象，例如含羞草的運動。當用一個筆尖稍微碰一下含羞草時，含羞草就會感受到一個機械壓力，並且把這個壓力傳遍全身，然後全部的葉子都合起來。這個過程給人感覺好像是有氣無力、很隨便的一件事，實際上可不簡單。它第一需要感受信號，第二需要把信號傳到全身，然後還要很快地做出反應，在很短的時間內把葉子合起來。除了像這樣觸碰造成的被動運動，植物還會主動運動。很多瓜藤等藤蔓植物可圍繞著一個樹枝、竹竿等往上爬。它們是感覺到了什麼東西，才會往上爬，它們怎麼知道順時針或者逆時針往上爬，這些現象都很有意思。

除了像含羞草這樣的「害羞」反應外，植物也有感情，也需要關懷。例如將兩盆擬南芥同一天放在同一個地方生長，除了一個情況不同外，其它所有條件都一樣。這個情況就是對其中一株植物，每天都派一個人摸它一下；而另一株植物就沒有人摸它，相當於沒有人去愛護它。結果這兩株植物就長得就不一樣了。受到關愛的那株植物，慢慢地長，生命很長；而沒有受到關愛的那株植物，可能是因為感情失落吧，就較快速地生長、開花，很快就結束自己的一生。這是為什麼呢？值得我們去研究。

植物不僅可以感受到關懷，面對危機也會有感覺並做出反應。如果你不會游泳，在水池子裡面或者在海邊，當水快淹到脖子上的時候，是什麼感覺？很著急，你有什麼想法呢？你可能想，「我要是馬上長高一點就好了」，但你做不到。人要長高一點需要好長時間。但是水稻有這個能力。水稻在生長的過程中，如果遇到洪澇，在水一旦淹到某個位置的時候，它就能感覺到危機，體內一些植物激素就開始起作用，接著一大堆的生長相關的機器運作起來，它就可在短時間內飛快地生長，總是能比水面高一點。當然這也是有一個限度的，要是水漲得太高了，它也沒辦法。雖然不一定能最終戰勝洪水，但它可以戰鬥一會兒，至少能在一定的限度內使勁生長，留給自己更多生的希望。所以，植物有這樣的危機感，並且對危機能做出一個合適的決斷。

植物間看不見的競爭與合作

植物不僅能感受光照、溫度、觸碰等物理環境因素，還能感覺到它周圍自己的同類。在森林裡，我們常看到，一些植物邊上要是有很多其它植物時，它們都長得很直，使勁往上長。而當植物邊上沒有別的植物時，它就長得不那麼直了，而是使勁兒往邊上長。這個現象說明，植物能感覺到它附近是否有自己的同類、有沒有、有多少、有多近。這個現象也反映在一些風景名畫中。吳冠中是我國著名畫家，於2010年去世。在他去世後，他的一幅荷花畫拍賣出了一億元的天價。他的畫這麼值錢，可能與他對植物的理解到位有關係：密的時候長得直，稀的時候就長得彎，充分體現在他的那些張家界風景畫中，這些畫在全國展出後，使得張家界名揚四海，就此成為了中國第一個森林公園。

?菟子絲纏繞在被寄生的植物上，圖片來自http://zmescience.com

植物感受到周圍的同類後，大多數都能和平相處，相安無事。但也有一些植物具有侵略性、傷害和利用它旁邊的植物，這就是寄生植物，它們不勞而獲，像個吸血鬼在它們生長空間附近遊盪，一旦找到合適的植物和合適的部位，就在上面扎一個「吸血」的根，然後開始慢慢吸取它的營養。這就像恐怖電影中的吸血鬼，要抓著一個人，趴在那個人的脖子上，把他的血吸干一樣。結果是這些寄生植物自己不進行光合作用，不產生營養物質，但也能和別的植物一樣生長，並會開花。而被寄生的植物因營養不良，生長受到嚴重影響，甚至可能死亡。

植物的世界豐富多彩

在我們的生活中，植物和動物的區別是顯而易見的。從它們的生長發育角度來看，植物和動物的一個重大區別是：植物是多次發育，而動物是一次發育。多次發育是指什麼呢？比如說雙子葉植物幼苗剛開始只有兩片葉子，幼苗在生長過程中不斷從無到有產生新的葉子和其它多個器官，然後開花、結籽等等。這種植物在種子裡面僅有很少的器官，而大部分器官都是在生長過程中，一次一次地發育出來的，這就是多次發育。而動物，特別是高等的哺乳動物，包括我們人類不是這樣的。我們在剛出生的時候，絕大多數發育上的事情都已定了，你只有一個腦袋，兩隻耳朵、兩隻手、兩隻腳等等，不會再變了。當然也會有些小的變化，如剛出生時沒有牙，在一、兩歲時候開始長牙，並且後來還會換一次牙。但整個人的變化還是很小的，絕大部分是一次性就發育好了的。

植物與動物另外一個顯著的區別就是植物在不同的環境條件下其發育具有很強的可塑性。動物的生長發育對環境的反應基本上差不多，不管是白天出生還是晚上出生，在夏季出生還是在冬季出生，在北方出生還是在南方出生。但植物對這些環境的反應有很大的差別，要是把一個一直生活在北方的植物放到南方去生長，它說不定都忘記了發育的進展，不知道什麼時候開花了。植物會有很多這樣的適應性，而且植物在光下和在暗中的生長也是不一樣的，在土裡面的生長是一種模式，一旦它從土裡鑽出來後，就按照完全不同的另外一種模式生長發育了。所以植物是要根據所處的環境決定自己怎麼發育和生長。

相對於動物來說，植物的一個最顯而易見的特點就是植物是固定的。當然，有些植物也會動，例如上文提到的寄生植物，但它也只能稍微有一點移動，不會太遠，只能在它生根發芽地方的附近。所以植物雖然不知道最後會落腳到哪個地方，但是它一旦在哪個地方發芽了，就會在那裡生根，不管它周圍環境怎麼變化，基本上一輩子就在那兒了，它可能過早死去，也有可能1000年後還在那個地方。而動物不一樣，它們可以走，可以跑，所以當其周圍環境不適宜時，比如說太冷了或太熱了，動物首先想到的是逃避。但面對所有艱苦環境時，植物沒有辦法逃避，冷它就要忍受冷，熱就要忍受熱，要是有別的蟲子過來吃它，它也得忍受。它應對這些環境的方式與動物完全不一樣，它也有很好的機制保護自己。當蟲子在一片葉子上吃一口時，別的葉子甚至整個植物就都知道蟲子來了，要做好戰鬥準備。不光這個植物知道，它還會散發出一種氣體，讓附近的其他植物感受這種氣體，知道這個地方有蟲子入侵，做好戰鬥準備。植物抗蟲就是這個原理。

所以我們看植物時，如果不懂得它，會認為它很無聊，很無奈，很無用，逆來順受。但實際上並不是這樣的，如果真正了解它，理解它時，就知道它所有基因的表達都在變化，有的基因表達變多了，有的變少了，一切都是為了應對環境的變化。植物到了一個地方，它就任勞任怨，而且往往是先行者。在荒無人煙的地方，沙漠或者荒漠，只要有了植物後，慢慢地那個地方就會變得稍好一些，然後動物就可以去了，所以植物是開荒僻壤的先驅。而且它很無私，所有動物的食物其能量來源都是植物從光能轉化的化學能。

製版編輯：許逸｜

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