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树根
想象一下,如果我们的视线能够穿透地表――这会是何等的神奇?如是,我们就可以像看天上的星星一样看地下的任何物体。每当我看到一棵大树,在惊叹于它粗壮的树干、丰富的枝杈和繁茂的叶片的时候,我常常就会想:这仅仅是它身体的一部分,而穿梭在地下向深处蜿蜒曲折的根却是我们所看不到的。
根有很多种,气生根是其中的一种,长在地面上。例如那些附着在建筑物或其他树木上的植物,包括很多种类的兰花、蕨类、苔藓等,它们就是通过气生根从空气和雨水中吸收营养的。气生根通常随意生长,有时会从枝干处长出,尤其是从茎上有损伤的部位或是尖部长出。气生根又分“主根”和“不定根”。如胡萝卜的根就是主根,充当贮藏器官。而一些攀岩植物,如常春藤和爬山虎等,它们细小的气生根能使自己的茎牢牢地依附在树干或墙壁上,因此也叫“不定根”或“攀援根”。
在非洲和亚洲沿海的红树林里,我见到了树是如何完全靠水里的根生活的。由于它们的根能够过滤盐分,它们得以在盐碱水中、甚至在含盐量是普通海水两倍的环境中生存下来。它们从最低的枝杈那里伸出“板状根”,另外一些向上长出“管状根”,穿过泥土和水面,得以到达空气中呼吸。
还有一些植物,如在圣诞节很受年轻情侣们喜爱的槲寄生,它们却深受林木工人厌恶。原因是它们属于寄生植物,它们向寄生的树木体内伸出很深的根来偷取营养。这种高级的寄生植物从很久以前就已经放弃自己制造食物了,它们的树叶已经变得像鱼鳞一样大小,有些甚至已经完全消失了。
相较槲寄生,无花果的招数就更胜一筹了。它的种子会在其他树木的枝条上发芽,然后自己的根慢慢地向地面生长,一旦接触到了土壤,就开始扎根。于是,长在寄主树木周围的根会慢慢长成树苗,最终将寄主勒死。然而,当我在柬埔寨吴哥窟寺庙看到一棵古老巨大的无花果树包围着整座寺庙时,我却对它肃然起敬。因为它和建筑是如此紧密地缠绕在一起,以至于我都会想,如果没有它们之间互相的支撑,是不是建筑都会坍塌?
更令人称奇的是无性繁殖的树木,它们有着极不寻常的根系,能够生长几十万年。最有名的无疑是位于美国犹他州的一片名叫“潘多”的雄性颤杨林,又名“颤抖的巨人”。这片树林的地上部分都是经过无性繁殖产生的,而地下则有一个共同的根系,一直延伸到100英亩(1英亩=0.4公顷)以外的地方。更神奇的是,这些根系已经存活了8万~100万年!在地上的树亡后,新的枝干又会长出,延绵不断,所以它们的根系是如此的古老!
树叶
树叶的种类繁多,几乎无法数清。叶片典型的绿色来自于它们里面的叶绿体所捕获的太阳光。许多植物的叶片都大而平,那是为了最大限度地吸收光照,尤其是一些热带树木的叶片更是如此,它们大到人们都可以用来当雨伞用。一次,我在台湾当地的一个传统的节日上遭遇了一场热带倾盆大雨,当时毫无准备的我就是用路边树木上的大叶片遮的雨,很管用。
然而,这还不是人类的独创。黑猩猩在下大雨的时候也会使用大的叶片遮雨。我最津津乐道的一个故事,就是关于一只幼年黑猩猩的。当时,它刚刚从偷猎者那里被解救回来,暂时安置在避难所里。在一次暴风雨突然降临时,它先是躲在一个人工放置的遮挡物下避雨,但在观察了一会儿周围的情况后,突然又冲向雨中,捡起一片很大的树叶举在头上,然后找了一个安静的地方避雨。那情形完全像一个小孩打了一把大伞。
植物的叶片有的很纤弱,有的又很厚实,并长有一些刺,还有一些叶子长得既长又坚硬,就和针一样,如仙人掌尖锐的刺实际上就是它们变态的叶,而它们用茎吸收阳光进行光合作用。每当说起“一品红”或“三角梅”,我首先想到的是它们绚丽的色彩。然而,这些五颜六色的色彩却不是来自于它们的花朵,而是来自于它们的叶片,真正的花朵是叶束中间那毫不起眼的部分,而正是这些绚丽的叶片吸引了昆虫来给这些非常小的花朵授粉。
还有一种名叫“百岁兰”的神奇植物,它们的幼苗看起来非常普通,茎短小,并且长有两片细长的叶子。但是,随着不断地生长,它们一生也只长有这两片叶子,并且经过碳14测试推测,其平均寿命可达数百年甚至上千年。这种植物最初是由奥地利植物学家和探险家弗雷德里希・威尔维茨博士于1859年在非洲安哥拉的纳米布沙漠发现的。据说当时他在发现这种植物后,双膝着地,沉默观察了好久。后来,他寄了一个样本给伦敦裘园植物园的约瑟夫・胡克先生。约瑟夫对这种植物仔细研究了好几个月,并进行了系统的观察、整理和描述。的确,百岁兰的发现太让人们吃惊了。它就是一个活化石,一个残存的曾经在侏罗纪时代在地球上占主导地位的球果植物。这一被查尔斯・达尔文称为“植物界的鸭嘴兽”的瘦长植物,已经作为一个物种存活了13.5亿~2.05亿年,而未曾发生改变。唯一发生改变的是它的环境,从最初茂盛潮湿的森林到现在完全不同的南非纳米布沙漠。
种子
如果种子被证实具有推理的能力,那么我们将会惊叹于它们所拥有的贿赂或指使其他生物来完成它们愿望的能力。最经典的例子就是它们为自己的种子所“设计”的传播方式。其中之一就是它们把种子包裹在美味的果肉里,诱导动物采食后能够将它们排泄到与亲本相距较远的地方。
达尔文就非常着迷于研究种子的传播方式(当然,他对所有的事物都很着迷)。他曾在日记中记录:“哇!一粒种子在猫头鹰的胃里待了21.5小时后发芽了!”的确,有些种子,除非先通过动物的胃肠道,经消化液去除它们坚实的外壳后,才能被动物排泄到外界发芽。如塞伦盖蒂平原的羚羊就是用这种方式来为相思树播种的。
在坦桑尼亚西部的冈贝河国家公园,黑猩猩、狒狒和猴子就是了不起的“种子传播者”。在我最初开始研究的时候,它们通常都待在离我相对较远的地方吃东西,我看不清它们吃的是什么。于是,在行为观察之外的时间里,我就会去它们的栖息地寻找它们的排泄物,通过粪便中的种子、叶片、昆虫或其他小动物来分析它们的食性。现在世界上许多其他的野外生物学家也在做同样的事情。
有些植物的种子包裹在刺果里或外壳带有倒钩,这样就可以轻易地粘到路过的人或动物身上。在坦桑尼亚西北部的贡贝国家公园里就有很多这样的植物,每次我都得花好几个小时才能把它们的种子从我的头发和衣服上拔掉。有时,我的袜子上粘满了倒刺,等把它们都的时候,袜子也不能穿了。还有一些落在泥泞中的种子会粘在水鸟身上,然后被带到其他地方。
你一定会惊奇:一粒种子休眠了几百年直到条件合适了才发芽?然而,已有报道称,一粒休眠了2000年的种子,现在开始发芽生长了。
考古学家在位于死海岸边马察达要塞的希律王城堡遗址中发现了几粒犹太枣椰树(海枣)的种子,其中有两粒被用作进行碳14的年代分析,剩下的被种植在土壤中。不久之后,竟有一粒发了芽。科学家将长出来的这个植株命名为“玛士撒拉”(玛士撒拉是《圣经》里诺亚的祖父,活了969年)。
“玛士撒拉”是迄今已经苏醒的最古老的种子,而其他一些非常古老的种子也被证实在经历很长一段休眠后可以发芽,如在中国一个古老的湖床中发现的单莲子(莲花),用碳14测定得知它原来生活在距今约1288年前。另一个例子是一粒多年生的美人蕉种子,碳14测定显示它生活在大约600年前,人们在用来做拨浪鼓的核桃壳中发现了它。
还有一件出人意料的事情:一些在大英博物馆里保存的于1793年在中国收集的种子,在经过147年后,于1940年在一次意外的火灾中被灭火管里的水淋湿后竟然发了芽。
原产印度洋毛里求斯岛的菊科植物Cylindrocline lorencei,一种美丽的开花灌木,到1996年时全世界仅剩一株,生活在当地的香槟昂普莱纳地区,而不久之后这唯一的植株也死亡了,这一物种在野外灭绝。于是,保护这一物种的唯一希望被寄托在植物学家简・伊夫在14年前收集的几粒种子上,它们保存在法国布雷斯特植物园。然而不幸的是,所有试图使这些种子发芽的努力都以失败告终。
但是,园艺学家并没有轻易放弃。他们使用新的技术发现,这些种子中有一粒或两粒的胚胎组织里尚有小簇活细胞存在。最终,经过不懈努力,他们复制出了三个无性繁殖系。又经过9年努力后,2003年,这三个无性繁殖系终于开出了美丽的花朵,并结出了新的种子!
当我拜访裘园时,园艺学家卡洛斯・马格达莱纳向我展示了这一美丽的灌木植物,它们都是由布雷斯特植物园捐赠的,都来自那三株无性繁殖系。看着眼前繁茂的植物,我顿时产生了一种敬畏感。园艺家们的决心和毅力真是值得我们学习。也多亏了先前那些勇敢的植物学家在世界各地收集种子,才使一些珍贵的植物能神奇地“死而复生”,免于灭绝。目前,将这种菊科植物重新引入毛里求斯的计划正在进行之中。
卡洛斯见我对这一植物如此着迷,便笑着对我说,“这就像如果有一天我们在西伯利亚发现了一头冰冻的猛犸象,即使它已经死了,但只要骨髓中存在活细胞,我们就可以克隆出一头完整的猛犸象。”
大约一年后,我听说由斯维特拉娜・亚西卡带领的俄国科学家,成功地让冰冻在西伯利亚永久冻土带中3万年以上的一块植物果实组织再生!这一被奇迹般地再次赋予生命的古老植物叫“柳叶蝇草”。最令人兴奋的是,它已经开出白色的花朵并结出可以繁殖的种子。
人类在冰河纪永久冻土层以下38米的松鼠洞中发现了植物和果实,并在同一冰层发现了许多大型哺乳动物的遗体,如猛犸象、披毛犀、野牛、马和鹿等。科学家称,柳叶蝇草的成功复活表明了组织可以在冰中保存数千年,这为冰河期哺乳动物的复活提供了可能。几年前卡洛斯的比喻在此得到了惊人的印证。
树
我从小就喜欢树木。我记得大约在我6岁的时候,有一次,小表哥在花园里踩踏小树苗,我哭着上前推开了他。后来他告诉我他恨这些树,因为它们制造了风,而我也诧异自己竟然在6岁的时候就知道他的做法是不对的。在我的童年记忆里,我最喜欢我家院子里的那棵榉树,我说服奶奶把它留给我。于是,她在遗嘱里写明,在我11岁生日的时候把它送给我。
在坦桑尼亚西北部的贡贝国家公园,在我独自穿过树林走到山顶观测点去观察黑猩猩的途中,我每次都会停下来和路旁的树木聊天。夏天,那棵古老的、有着巨大枝杈并缀满果实的无花果树上坐满了黑猩猩和猴子,还停有各种鸟类和昆虫,其中包括黑猩猩的美食――蝽在春天产的幼虫。溪流旁的李子树和开阔林地的其他果实都为黑猩猩以及其他生物提供了充足的食物。
在贡贝所有的树木中,我最喜欢的就是那棵古老粗糙的无花果树了。也不知道它在那里已经生活了多久?经历了多少风雨的洗涤?狂风吹断了它多少枝杈?
然而,这些问题用现代科技都可以回答。先进的现代科技甚至可以告诉我们地球上第一棵树出现的时间。化石记录表明,在地球上第一株植物出现后的1亿年,也就是距今约3.7亿年前,树木开始出现。我完全可以想象纽约科学家在基利波发现地球上最早的树木的化石时的兴奋。2004年,他们在那里发现了一个重达400磅(1磅=0.45千克)的蕨叶类树冠化石。次年,他们又在距树冠发现地几千米处发现了几截8.5米高的树干化石,它们的年龄接近3.85亿年。他们突然意识到了一个多世纪的洪水冲刷在这其中所起的作用――洪水将树干和树冠化石分开。所有这一切表明,已发现的树冠和树干是生活在同一个年代的同一植物。科学家将这个新发现的树种命名为Eospermatopteris,俗称瓦蒂萨属,实际上指的是这一类属的所有树种的总称。
在泥盆纪时期,这一树种开始四处扩散,它们的根撬开坚硬的地表,延伸到地下,最终形成人类历史上的第一片森林。接着,随着树木的增加,森林开始发挥越来越重要的作用,它们去除大气中的二氧化碳,冷却温度,为泥盆世早期的陆生生物穿越贫瘠的土地四处扩散繁殖提供了物质基础。
古蕨兴盛于距今3.85亿~3.59亿年前的晚泥盆世时期,目前是最可能的现代树木的祖先。古蕨是一种木本植物,树干有很多分支,唯一例外的是它们像蕨类植物一样通过孢子进行繁殖,而树高可达9米,直径可达1米。它们蔓延得相当快,只要有潮湿的土壤就可迅速生根发芽,于是很快便遍布世界各地,成为当时的主要树种,担负起去除大气中二氧化碳的重任。
素有“活化石”之称的苏铁,外形看起来像棕榈,但实际上与其亲缘关系最近的却是常绿针叶类的松树、冷杉和云杉。它们主要生活在距今2.5亿~0.65亿年前的整个中生代。这一时期通常被称为“爬行动物时代”,而一些植物学家则把这个时期称为“苏铁时代”。有一天夜晚,在塞伦盖蒂平原东部的奥杜威峡谷中,我们围坐在火堆旁,听路易斯・利基讲述这一古老的植物,让我不由得想象自己回到了那个神奇的史前时代。目前,全球在热带和亚热带地区分布着约200种这样的植物。
英国最古老的树种是红豆杉,其中许多至少存活了2000年,一些甚至超过了4000年,其中最古老的是苏格兰的廷格尔红豆杉。红豆杉通常被认为可以帮助人们面对死亡,因此常被栽种在墓地周围,并且早期的教堂也往往紧挨着这种神秘的深色植物而建。
红豆杉浑身上下几乎都有毒,但神奇的是,它们的包裹着剧毒种子的鲜亮果肉却是无毒的,并且异常美味。小时候妈妈常带我和妹妹去一个古老的教堂,教堂外面就有一棵巨大的红豆杉树,它茂密的叶片挡住了刺眼的阳光,许多不知名的小鸟停在树枝上啄着眼前的果肉。牧师告诉我们,这棵树远比教堂的历史悠久。于是,在那个美妙的下午,妈妈教会了我和妹妹如何安全地享用这奇妙的美食。我们剥开果实,挑出果肉,吐掉那致命的种子。
在世界上所有的树木中,我最想亲眼看看的是瓦勒迈松。它是在1994年由新南威尔士州公园和野生动物保护官员大卫・诺贝尔带领的一个勘探小组在距悉尼西北部160千米处发现的。当时他们正在寻找新的峡谷,却在无意中发现了这个从未见过的野生繁茂树种,而在这之前人们并不知道它的存在。
大卫挑了几片叶子夹到记录本里,并在返回城里后向几位植物学家请教。但几个星期过去了,专家们都无法鉴定这一物种。直到有人将这些叶片和一块古老化石上的叶片比对后,才发现两者竟有惊人的相似之处。于是,谜底终于揭晓――专家们意识到,大卫他们新发现的树种竟然是曾经繁茂地生活在2亿年前的某一树种。这是一个多么惊人的发现,一个物种竟然在经历了17个冰河期后仍生活在地球上!