讓你一年不鬧節目荒 – 講講令人大開眼界的植物學

你好,我是職業科普人汪詰。時隔 2 年,我為聽眾黨全新打造的一個音頻專輯終于上線了!今天開始,我要跟你講講植物學中那些令人大開眼界的發現。

想要愉快地談論植物,我們就不得不正面面對一個很刁鉆的問題,那就是:植物為什么就不會動呢?我記得,我很小的時候,就拿這個問題問過我喜歡養花的奶奶。對此,我奶奶的回答是:它們天生就這樣。
天生的。這似乎是一個無可辯駁的理由。假如你了解一些進化論的基本知識,你一定知道,地球生命的演化經歷了由水生到陸生,由簡單到復雜的過程。這個生物演化的過程因為寫進了教科書而廣為人知。于是,很多人都誤以為植物不會運動,是因為它們是古老的生命形式,是因為植物沒有演化出更復雜的肌肉和神經系統。人們認為,植物不運動,是因為它們還沒有學會運動。如果你也是這么看待植物運動問題的,那我可以告訴你,這個觀點是錯誤的。
其實,演化論真正告訴我們的是:一個物種如果天生就是這樣,那么就意味著,它一定因為現在的樣子而獲得了某種生存上的優勢。長頸鹿因為長脖子而額外吃到了高處的樹葉,海豚因為光滑的皮膚而游得更快。都是同樣的道理。

不知道你有沒有思考過,植物這種扎根土壤、不會運動的生命,它們能夠在地球上誕生,是一種偶然還是必然?如果你抱著會動的動物比不會動的植物更高級的思想,你一定會覺得植物的存在是必然的。你會覺得植物就是食物鏈最底層的生產者,它們天生就應該被動物吃掉。然而,事實并非如此。在生命誕生之初,比植物更古老的單細胞生物都渾身長著鞭毛,它們四處游動,尋找食物,感受刺激,趨利避害。它們可比植物古老得多。
很顯然,植物之所以不會移動,并非因為低等,更不是天生如此。如果用一種擬人化的方式來理解植物的行為,那就是在面臨生存壓力的時候,是植物主動地選擇了靜止不動。靜止不動,這是一個身為萬物之靈長的人類覺得相當愚蠢的選擇。但是,幸運的是,植物們選對了。這個選擇不僅讓植物變得異常繁盛,更支撐了整個生物圈。人類之所以能夠存在,也要仰賴植物最初的選擇。
在嚴謹的生物學分類里,很多你覺得明擺著就是植物的物種,其實并不是植物。比如說,2005年的時候,生物學分類里就新增了一個大類,叫做囊泡藻界。我們非常熟悉的海帶,作為一種褐藻,就被重新分配到了囊泡藻界里面去了。在我上學的時候,海帶確確實實就是植物界的成員,但今天聽節目的小學生,未來再上植物學課程的時候,老師可能就會告訴你,海帶并不是植物。

海帶

該圖片由 bluebudgie 在 Pixabay 上發布

 

另外,大家應該都知道,蘑菇以前叫做菌類植物,現在我們會管蘑菇直接叫做真菌。蘑菇,也不是植物。

蘑菇

該圖片由 adege 在 Pixabay 上發布

我還能為你舉出更多的不是植物,卻看起來像是植物的例子,而且有些例子比海帶和蘑菇更夸張,比如說海葵和珊瑚,它們不僅不是植物,還是傳統意義上的動物。但是,到底是什么樣的進化優勢,讓這些動物們放棄了運動,而選擇了類似植物的生活方式呢?
現在,越來越多的生物學家開始關注這些現象,他們不再滿足于把一個個具體的問題研究和解釋清楚,他們開始更多地從環境和演化的視角來看待這些問題。為了更好地研究這些生命,生物學家們發明了一個新詞,就叫做泛植物。這個概念突破了植物學的邊界,所有那些像植物一樣生存的生命都是泛植物的研究對象。這里面包括海帶,包括地衣,包括蘑菇這樣的藻類和菌類,也包括所有最后選擇了靜止不動的生命們。

通過研究所有這些選擇了一動不動的生命,生物學家們獲得了一些全新的洞見。這些選擇了一動不動的生命,竟然在能量獲取效率上,比其他會動的生命更厲害!比如說一只老虎,它在幾維空間中獲取能量呢?你肯定會說,那還用問,當然是三維的咯。我想說的是,老虎雖然可以爬山,可以下河,但本質上都是在一條貼著地面的行進路線上獲取食物的。所以老虎的獲取能量的空間,其實是一條彎彎曲曲的曲線。老虎的捕食路線其實是一維的。
我們再看看,一只燕子的能量獲取是幾維的呢?燕子不像老虎一樣,非要貼著地面移動。燕子可以一邊飛行一邊捕食,它如果看見一只飛蟲,就能直接飛過去。燕子的捕食路線可以不受地形的影響,所以,燕子的能量獲取效率更高,它的捕食路線可以看做是二維的。
那我們再來看看,一棵不會動的大樹,它的能量獲取水平是怎樣的。大樹的根系深深地扎入土壤,枝干高高地舉向天空。它們的每一片葉子都能接受到實實在在的陽光,每一條根系都能吸收到真真正正的養分。所以,大樹的吸收能量的水平比老虎和燕子都高,大樹的能量獲取是三維的。

圖片來源:?Yan Tu/Greenpeace/野性中國

生命需要獲取能量才能維持。大樹雖然不會移動,但它獲取能量的方式卻比老虎和燕子更高級,獲取同樣的能量,大樹付出的代價肯定是最小的。一棵大榕樹的占地面積常常可以達到上萬平方米,它們占據的生存空間能達到幾十萬立方米。無數會跑會跳的小動物會以大榕樹為家,它們之中的大部分,一輩子都沒有離開過大榕樹的懷抱。
如果我們也能像植物一樣衣來伸手、飯來張口就能活得不錯,又何必要四處奔忙呢?運動本身并不是生存優勢,運動是動物們不得已而為之的無奈之舉。植物放棄了移動,卻在獲取能量的方式上比動物更先進。在爭奪生存空間這件事情上,植物對于動物,完全是碾壓式的降維打擊。我們從經驗上無法理解植物為什么不會動,但幾何學給了我們圓滿的解釋。
對于動物來說,沒有植物就沒法生存。但對于植物來說,它們適應環境,改造環境,甚至在它們放棄運動,把根系深深地扎入土壤的時候,它們就已經成為了環境本身。

在這個講植物學的專輯里,我會經常使用創業者這個類比來描述所有具有植物特征的生物們。創業者這個類比最有意思的地方,就是能生動地表達出植物在改變大環境時表現出的主動性。當然,植物不會像真正的創業者那樣,有著對市場的思考和改變世界的主觀意識。但是,植物們的行為,像極了積極試錯的創業者們。它們不斷地發生著變異,生產出各種各樣不同的產品,只要某件產品獲得了哪怕一點點的小優勢,這些變異基因都能迅速的擴散開來。
在這個節目中,我會給你講一些古老的故事,也會給你講科學家們對這些古老故事的最新的認知。這里有很多可以當作談資的植物學冷知識,不過我并不傾向于向你兜售這些知識,我會更傾向于向你解釋,這些植物到底經歷了什么,才讓它們產生了這樣奇特的變化。植物的經歷當中,隱藏著很多關于生存和競爭的深刻思想,這些思想,絕對值得每一個人深入了解。

摘自:科學聲音

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