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花朵的秘密生命 你知道多少呢?

时间:2020-03-07 13:40:13

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花朵的秘密生命 你知道多少呢?

今天我要跟你分享的,是一本花卉学科普作品,书名为《花朵的秘密生命》。读完这本书,你一定会对日常生活中常见的美丽花朵,有焕然一新的认识。

当我们徜徉在开满野花的田野上,坐在公园里的小椅子上,或是漫步在落花满地的道路上,又或是行走在城市里每一个有植物出现的角落时,也许都会对这些美丽的植物心生好奇。

而这本书,正是要你带着好奇心,去发现花朵背后的秘密。我们生活在周围满是花朵和植物的城市中,却不曾想过它们的名字是从哪里来的,背后有没有什么有趣的故事;这些可爱的花朵,有什么与生俱来的本领吗?在《花朵的秘密生命》里,作者正是用轻柔的口吻,通俗有趣的语言,阐述了花朵们背后的故事。

先来了解一下作者。这本书的作者是美国著名自然科普作家沙曼·阿普特·萝赛,一位热爱自然且充满灵性的女性。她的科普作品,散发着散文诗般的柔美气息。法国著名雕塑家罗丹说过一句话:「我们不缺少美,只缺少发现美的眼睛」。这本书里,作者正是带着发现美的眼睛,从各式各样的视角,去探讨花和植物生命中的美与奇迹。

你或许不曾留意,向日葵花盘中呈螺旋状排列的葵花籽,蕴含着神奇的数学奥秘;花在传粉者的眼里,并不是我们眼中所看到的颜色;你或许也没有想到,在恐龙生存的年代,花最初的样子,并不像现在这样绚丽多姿;花的世界也像人类社会一样,存在合作、竞争、盗取、剥削等行为。阅读这本书,就如同在花海之中徒步旅行,途中会不断发现惊喜,发现花卉与自然的巧夺天工。

介绍完了这本书的基本情况和作者。接下来,我就从三个要点出发,说说书中的精彩内容。

前面我提到,这本书最大的特点便是,用散文诗般的文字,描述花朵在各个生命阶段的生态现象及背后的秘密;所以我要说的第一要点,就是花朵美丽的秘密,即花是如何通过物理形态、色彩及气味等,构筑美的模型的。而花也正是通过精巧美丽的构造,来完成自己的目的,也就是传粉、繁衍和进化。

第二个要点,我要讲一讲花的吸引力法则:出于繁衍和生存竞争的压力,花必须争夺传粉者,为自己传粉。它美丽的外表正是吸引传粉昆虫的「广告牌」,而在打广告这门学问上,花有着非凡的天赋。

第三个要点,我要讲讲花的生命史。从恐龙时代到转基因花卉的出现,花在历史长河里逐步构筑了美妙绝伦的生命历程,通过合作、竞争、盗取、借用等方式,在自然生态中为自己赢得了一席之地。

接下来,我就具体围绕这三点讲解这本书。

先来讲第一个要点,花朵美丽的秘密。

你是否想过,花作为植物的器官,为什么会受到人类的关注和喜爱?

从使用意义上说,花并不能直接食用,也不能当衣服穿,更无法保存;从被摘下的那一刻起,它就只有短暂的生命。这样看来,花既没法满足人们的现实需求,生命又非常短暂,却收获了人类的喜爱,这是为什么呢?

这种喜爱似乎是天性使然,早在公元前三千年,苏美尔族所定居的美索不达米亚平原,就已经开始从事植物栽培,将花做成头饰和颈环,用作装饰。同时期的古埃及人则把花作为了艺术创作的对象。到了公元前两千年左右,位于地中海的克里特岛民族,对花的美有了更深的体会。他们对花的观察细致入微,将其描绘在宫殿的壁画上。

再到近代兴起的园林造景艺术、插花艺术;以及人们生活中的各种典礼、仪式、探访以及祭祀,都离不开花用来寄托感情。虽然在人类的生活里,花并不是必需品,不能象征永恒,美丽的外表也稍纵即逝,却一直伴随着人类的文明蓬勃发展。

事实上,我们不必去想花有什么实际意义,有什么作用,因为我们都知道,花是美的,是赏心悦目的。

但你或许还不知道,花朵美丽的外表下还隐藏着许多美好的秘密呢。

我们都知道,花的美丽外表并不是为了取悦人类,可它还是成功地吸引了人类。对动物来说,这种吸引力同样存在。从演化学上看,花的美丽外表,正是它生存演化的一种手段。

花的色彩也有肉眼不能看到的神奇之处。花有许多人的眼睛发现不了的色彩。它可以利用光展现这些隐藏的色彩,向传粉昆虫发送信号。

比如说,蜜蜂眼中的花跟人类看到的,颜色就完全不一样。膜翅目昆虫对黄色、蓝色、白色、红色并不敏感,而蜜蜂更倾向于造访黄色的花朵。蜜蜂看不见红光,但是能看见波长较短的紫外光,这是一种人类肉眼看不见的光,通常被称为「蜜蜂紫」。而人类所看见的白色的花,在蜜蜂眼里都是蓝绿色的。

当你在花丛中徜徉的时候,关注的是花带给你的欣赏价值。而对大多数传粉昆虫来说,花就是一个个显眼的广告招牌。那些需要依靠昆虫传粉的虫媒花,通常有紫外光的反射光谱,许多昆虫都能看到这一显眼的色彩。

除此之外,植物的花蜜也有反射荧光,可以为传粉昆虫提供丰富的信号,极大提高了昆虫寻找食物的效率。当授粉昆虫无法看见花蜜的颜色时,它就知道,这朵花已经被采集了,不必再访问它。当蜜蜂穿梭在花丛中时,它就是利用这一信号来寻找花蜜的。

除此之外,花还有无形的武器,那就是气味。一朵花的体内,有可能产生数百种化合物,化合物组合可以产生不同的气味。

花的气味是一种比较古老的,吸引传粉昆虫的武器。很多比较原始、靠甲虫传粉的花,通常具有浓烈的气味,但是花色相对没有那么显眼。对传粉昆虫来说,花的气味具有指示作用,比如说,蛾类在夜间飞行时,通常依靠气味来确定方向。花的气味挥发时,分子在空气中飘散运动,昆虫则凭借着灵敏的触角,顺着气味前行。某些蛾类甚至能闻到一千米以外的气味。

从传粉生物学的角度来说,花的气味分为芳香型气味与恶臭型气味。芳香型气味受到人类的喜爱,通常由花的表皮细胞和油细胞中的精油组成。不同的花所散发的香气也是不一样的。对蜂类、蛾类来说,这些香气就是美味的指示器。

恶臭型气味则主要吸引蝇类和甲虫类进行传粉,这类花通常会模仿蛋白质腐臭的味道,来吸引授粉昆虫。这种气味具有浓烈的鱼腥味。

上面的内容告诉我们,花正是通过规则的外形、色彩和香气,构筑出了美丽的样貌,吸引传粉昆虫为自己传粉。美丽的外表是它们生存演化的有力武器,而不仅仅是取悦人类的手段。

接着我们来看第二个要点:花的吸引力法则。出于繁衍和生存竞争的压力,花必须争夺传粉者为自己传粉。在如何吸引授粉昆虫这一点上,花有着非凡的天赋。

对一朵花来说,繁衍后代是首要任务。全世界大约有三十万种植物,其中约二十五万是开花植物。面对数目繁多的花朵,传粉昆虫们不可能雨露均沾,必须做出选择。花虽然无法移动,但必须要化被动为主动,对传粉者做出筛选,形成专一的合作关系,这样有利于繁衍后代。

所以,花这一美丽的生物,出于竞争的压力,将吸引传粉者这方面的能力,演化得炉火纯青。书里,作者用各种生动形象的例子说明了这一点。

在自然界中,花朵的传粉有两种类型:自花传粉和异花传粉。

自花传粉是单独的个体自行传粉,利用自身的雄蕊产生花粉,洒落在同一个体的雌蕊柱头上,完成传粉和授精。

而异花传粉是面向不同的个体植株,以昆虫和动物为媒介,传播花粉到另一朵花的柱头上进行授精。

从基因交流的角度来看,异花传粉要比自花传粉有益,因为异花传粉更有利于基因的交流。而自花传粉相对来说,有些故步自封。一些植物为了避免自花传粉,甚至演化出了一套防止自花传粉的机制。

自花传粉有一个最显著的特点,就是花朵的雄蕊和雌蕊必须同时成熟,才能进行传粉和授精。而植物们正是利用这一点来避免自花传粉。比如,飞燕草就是利用时间差,使雄蕊和雌蕊的成熟期错开,来避免自花传粉。

不过,有些花也会主动选择自花传粉,典型的有豌豆等豆科植物。它们的雄蕊和雌蕊会同时进入成熟期。自花传粉不需要传粉昆虫就可以繁衍后代,无论遇到什么样的恶劣气候,都能保证繁衍后代的成功率。

还有些花具备混合机制,既可以接受异花传粉,又可以接受自花传粉。比如我们常见的蒲公英,顶端的花可以产出花粉,吸引昆虫;而子房中的花,即使没有来自另一植株的花粉,也可以从母体里复制基因,产生种子。

在这本书里,作者通过这些生动的例子,为我们介绍了花所表现出的惊人的繁衍能力。

丝兰与丝兰蛾的互利共生关系,就是一个典型例子。

丝兰是一种比较常见的城市绿化植物,通常在夜间开放。它是一种避免自花传粉的植物,只能通过异花传粉来结种子。而丝兰蛾是唯一能为丝兰传粉的昆虫。因此,丝兰会在晚间发散出香味,吸引丝兰蛾来为它传粉。

传粉过程通常是这样的:丝兰蛾会在丝兰的雄蕊上驻足停留,当雄性丝兰蛾找到雌性丝兰蛾时,它们通过在丝兰上的约会,把花粉传播到另一株丝兰上。

授精的丝兰蛾会刺穿丝兰的子房,在里面产卵;丝兰蛾会在花的不同位置产卵,同时触碰花的柱头进行授粉。

丝兰蛾的幼虫在丝兰的子房内诞生,会吃掉大约百分之十五的种子,生长到一定程度时,幼虫从花里跳出来,到地面结茧,而剩下的丝兰种子足够繁衍后代了。

昆虫为植物传粉,植物为昆虫提供产卵地和食物,这样互利互惠的共生关系,在自然界里是广泛存在的。

在讨论植物与昆虫间的有趣联系时,作者还谈到了花的发热现象。

花除了为昆虫提供提供产卵地及食物外,还可以为它们提供各式各样的福利。在巴西,有一种名叫喜林芋的植物,它的花可以发热,像一个暖气房,能够吸引甲虫与蝇类来这里取暖。作者提到喜林芋时,用了一个新奇的比喻,她说:「喜林芋就像一只动物,一只中了咒语,沉沉睡着的猫。」因为据科学家计算,喜林芋所产生的热量,相当于一只睡眠中的家猫。

在巴西,喜林芋会在十一月初到十二月中旬开花,这个季节的夜晚气温较低,植物学家们观察到,喜林芋的花序会在傍晚给自己加温,即使周围温度骤降到四度,它的花也可以保持在三十度左右。对于昆虫而言,这里显然是不可多得的暖气房。

喜林芋的雄性小花内部生长着一种类似动物脂肪的组织,形状像脂肪球,可以产生热量。傍晚,当甲虫分辨出喜林芋花朵散发的香味时,便顺着方向爬行,到达花中,在发热的花中待上半天,同时为喜林芋传粉。

当然,花除了利用内在机能发热,还会借用「外力」。书里还提到了花利用外力传粉的例子。在植物学上,利用风力传粉的花称之为风媒花,它们有着干燥而轻盈的花粉,能够随着风扩散到六千米的高空,甚至跨越到五万米之外的陆地。

与虫媒花相比,风媒花的花朵更小,更不起眼;因为它们不需要投入过多营养去构造美丽的外形,而是要将营养投入到制造更多的花粉上。风媒花的花粉十分细小,数量巨大,通常出现在水稻、玉米、松树和针叶树等植物上。

而虫媒花的花粉形态丰富,有角刺和凸起的结构,能够更好地附着在昆虫身体上;花粉粒的大小也比风媒花大,能够粘连成团,方便昆虫携带。

为了将花粉传播出去,美丽的花朵们可以说是绞尽脑汁。

上面讲的是这本书的第二个要点,花的吸引力法则。最后我来讲讲这本书的第三个要点,花的生命史。

这本书的后半部分里,作者从花的生命史出发,展示了花在漫长的历史演化中,是如何逐步找到适合自己的生存方式的。

书里先是回顾了花从恐龙时代以来的生命演化历程。植物作为无法自主移动的生物,在这个充满竞争的生物世界里,必须努力为自己争得一席之地。

作者认为,花和人类一样,也是有智慧、有思想的。它们具有社会性,有团体生活的各种形式:合作与竞争、盗取与借用、剥削与结合。

先来看竞争关系。事实上,植物的竞争从种子发芽那一刻起就开始了。

植物间的竞争首先从争夺地盘开始。发芽后,植物利用扎根地底的根系,探索富含盐分、水分和营养物质的地块,随后,根系产生分枝,迅速拓展自己的地盘。

除了地盘,植物还要争夺阳光。幼株在争夺阳光时,如果周围有植物遮蔽了它的光源,那么它将释放出激素信号,在短时间里迅速地长高,在充满阳光的地方开枝展叶,争夺光源。

植物之间除了竞争,还要合作。植物向根系周围释放化学物质,能够促进或抑制周围植物的生长,这一作用被称之为「化感作用」。这一原理也被应用在农学和园艺学上,作为增产技术使用。比如,玉米与小麦套种、西瓜与辣椒套种,都可以提高蔬菜、粮食的产量。这是化感作用有利的一面。

相反地,化感作用也存在不利的一面,比如,胡桃树的叶和树皮能够释放水溶性的胡桃醌;下雨时,这种物质通过雨水淋溶渗透到土壤里,经过微生物的水解,可以杀死周围植物。所以民间有胡桃树下不长草的说法。这就是植物种群内的残酷竞争。

作者还从生物历史的角度,探讨了地球上开花植物的诞生与演化。

大约在两亿年前,陆地上仍是裸子植物的地盘,满世界都被绿色覆盖,花还没有出现。从侏罗纪时期开始,爬虫类动物就和裸子植物一同生活在陆地上,以针叶树、苏铁、银杏树这些植物的顶部叶子为食。它们体型巨大,足以撼动周围的土地。

也正是这个时期,花正在一步步演化诞生。

这个时期,巨大的陆地在分裂,印度向北漂移,北美向西漂移,而植物也搭上了顺风车,向漂移的大陆扩散。到了约一亿四千万年前,植物的花的雏形开始出现;最早的花化石在澳大利亚库恩瓦拉被发现,距今有一亿两千万年的历史。

到了白垩纪晚期,开花植物已经非常常见,在漂移的大陆上,出现了草本、灌木等各种形式的花,并且逐渐演化出左右对称的结构。

书里作者提到,恐龙有可能正是花进化的推手。在白垩纪,草食动物开始变小,长出了专门咀嚼植物纤维的牙齿。此时裸子植物正在减少,开花繁衍的被子植物后来居上,正逐渐占据着重要地位。一座座裸子植物原始森林,正在被开花植物所替代。正如作者引用艾斯利的著名文章《花如何改变世界》所说的:「小小的一片花瓣改变了地球的面貌。」

这一时期,花为哺乳类动物提供花蜜、花粉、种子和果实作为食物,进而随着动物迁移,拓展版图。

说完恐龙时代花的演化历程,接着,作者又带我们回到现代,告诉我们,花卉通过转基因等现代技术,在演化的路上发展得更加迅速。

那么,现代技术究竟是如何改变花的演化发展的呢?就拿玫瑰来说,目前并没有蓝色的,那么,在植物育种技术迅速发展的今天,我们能人工培养出蓝色的玫瑰花吗?

花店里摆放的玫瑰,在植物学上通常被称为月季。实际上,自然界里的月季花并没有蓝色的,大多数都是橘色或红色系的,这是因为月季的基因里并没有合成蓝色花朵的色素;而育种学家则想通过插入蓝色素的基因,让月季开出蓝色的花朵。事实上,这一创举的确成功了, 年,商业化育种的蓝色月季成功在日本上市。

用传统的杂交育种并不能培养出蓝色月季,要想得到这种颜色的花,必须使用基因技术,用能产生蓝色素的植物基因进行转导。翠雀素便是一种蓝色花色素。育种学家将能生成蓝色素的基因导入月季中,起初,并没有发现它可以开出蓝色的花朵。后来,在多次研究后,科学家发现,蓝色素只能在酸性低的环境下才会显现蓝色,于是他们通过基因技术提高 PH 值,导入蓝色素,这才得到了蓝色月季。

基因技术的不断发展,让植物拥有了更多丰富的颜色,在书里,作者是这样比喻基因育种技术的:「搭上了自然的电扶梯,全速攀升」。

同时,作者在书里也不忘警示读者,需要对自然保持敬畏之心。在科学技术快速发展的今天,我们尤其要注意避免技术带来的生态危险,避免超级杂草的产生和基因的漂移。

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