不要小看呆萌的植物,它們的法子可遠比你想像中的多,下文的作者@辰山汪遠,從植物的逆境求生、自我保護、授粉繁殖、萬里長征四部分講述了植物的36計,認真看完一定讓你腦動打開,文章比較長,分成了上下兩篇發佈。
植物雖然不會跑、不會動,但植物絕非坐以待斃的等閒之輩,能夠跨越千萬年存活到現在的植物,個個都是身懷絕技。面對無情的自然,植物可以說是「七十二變」,進化出了各種重型裝甲、武器彈藥,備好了充足的糧草給養。在植物看似柔弱的外表下,隱藏著你死我活的競爭、爾虞我詐的欺騙;正是植物利用了巧妙的生存策略,才在紛繁的環境中奪得了一席之地。
因此分四節來講解植物的生存策略:1、逆境求生,展現植物應對惡劣環境所進化出的各種本領;2、攻防對峙,揭秘植物與植物之間、植物與動物昆蟲之間的攻防之戰,一窺植物的高明手段,甚至是你死我活、爾虞我詐的欺騙;3、傳粉謀略,傳粉是有花植物繁衍生息中重要的一環,沒有傳粉,就沒有紛繁美麗的植物世界,為了將花粉傳播出去,植物使盡渾身解數,進化出各種各樣的結構吸引傳粉者,甚至在沒有傳粉者的情況下會自發授粉;4、萬里長征,講述植物如何攻城略地,將自己的後代盡可能遠地傳播的計謀。
第一節 逆境求生
就像圖中的環境,百歲蘭生活在降雨量極少、幾乎荒無一物的荒漠戈壁之中;而類似的極端環境在地球上比比皆是。
植物三十六計根據現有的認知,生命起源於海洋,遠古生物生活在環境相對穩定的水中,溫度穩定,生物浸泡在生命過程或不可缺的水中,沒有缺水之虞。然而到了志留紀,陸地上迎來了首批植物登陸高潮!從海裡、過淺灘、跨沼澤,到陸地、到戈壁、到高山,和菌類、和昆蟲、和動物一起進化,從古菌、藍菌、綠藻、苔蘚,變為了蕨類、裸子植物、被子植物等高等植物。隨著植物的登錄,也就面臨了和水生環境截然不同的陸地環境。
植物三十六計陸地環境變幻莫測,植物需要應對比水中複雜得多的環境:乾旱、高溫、強光、弱光、鹽鹼、極寒、強風等,甚至有時適宜的生長時間只有短短一個多月,比如高山雪蓮,只有在冰雪融化、溫度較高的夏季才能生長。
植物三十六計沙漠乾旱地區,由於降水如此稀少,只有雨後的幾周才有可以利用的水分。因此部分植物進化為?短命植物?,降雨過後的幾周之內就完成開花結實,之後又迅速死亡或休眠,以度過沙漠的乾燥酷熱;如菊科的死海葉苞菊(Pallenis hierochuntica),也叫短命菊,以及廣義百合科的獅爪花(Bomarea ovallei)等。
植物三十六計有些植物,除了雨後迅速發芽、生根、開花、結實之外,還能?還魂?、 ?搬家?。雨季過後,十字花科植物含生草(Anastatica hierochuntica)的莖會幹燥捲曲,變成球狀,保護種子;當颳大風時含生草即可拔地而起,隨風翻滾,飄蕩到低窪容易積水的地方;一場雨過後,乾枯的枝條再次展開,傳播種子。這種捲曲和伸展可以反覆多次,因此又名還魂草。
還有些植物能夠給自己澆水。荒漠中有一種蓼科植物叫沙漠大黃(Rheum palaestinum),它的葉子很大,表面有一層蠟質,並有著錯綜複雜、溝渠縱橫的紋理。每當沙漠地區下雨,落在沙漠大黃葉子上的珍貴的雨水就會沿著葉表紋理彙集到植物根部。在年平均降水量只有75mm的情況下,沙漠大黃一般每年可以積聚4.2L水(最大可以積聚43.8L水),是該地區其它沙漠植物平均值的16倍,這足夠其生長和開花、結果所需。
植物三十六計海濱及內陸鹽鹼地的鹽分超過大多數植物的承受範圍,一般植物泡在這樣的鹽水裡就會嚴重失水而死。生活在海濱及鹽鹼地的植物要想吸收鹽水中的礦物營養,不可避免的會吸收過量的鹽分,為了對抗鹽鹼,一些海濱及鹽鹼地植物進化出了泌鹽的本領,將吸收的過量鹽分通過葉片主動分泌出來,降低體內的滲透壓。典型的泌鹽植物就是組成海濱紅樹林的眾多種類,如爵床科(恩格勒系統中屬馬鞭草科)的海欖雌(Avicennia marina)、黑海欖雌(Avicennia germinans)等,以及新疆內陸的鹽鹼地植物,如剛毛檉柳(Tamarix hispida)、胡楊(Populus euphratica)等,它們分泌的鹽分經常在葉表結為鹽晶。
植物三十六計沙漠中陽光也是對植物生存的一大威脅,主要問題就在於暴曬之下產生的高溫及強烈的水分蒸騰。那麼植物也有很多辦法對付強光。例如,景天科的神刀(Crassula perfoliata var. minor,有品種『達摩』神刀Crassula ‘Darumajintou’)、霜之朝 Echeveria ‘Simonoasa’、白石蓮 Dudleya nubigena等,以及仙人掌科植物小人帽(Epithelantha micromeris subsp. bokei)等植物,表面有一層白色的鱗片、白粉、刺毛等,可以反射強烈的日光,降低自身溫度,同時還可防止水分蒸發。有些植物葉子頂端有透明的「窗戶」,如玉露(Haworthia spp.)、生石花(Lithops spp.)等,這些植物隨風沙掩埋在土中,避開了強烈的日光及高溫,但「葉窗」露於土表,靠「葉窗」把光導入葉內進行光合作用。
植物三十六計光線太強受不了,光線太弱更受不了。萬物生長靠太陽,在落葉喬木長出葉子後森林中是十分陰暗的,雖然一些蕨類植物生活得很好,但是更多的植物無法適應這樣的陰暗環境。於是其中一些植物就選擇進化為早春短命植物,在喬木長出葉子之前迅速生長、開花、結實,完成生活史,甚至等不及冰雪融化便開始生長,如毛茛科的側金盞花(Adonis amurensis)。
植物三十六計在高寒、高海拔地區,由於常年寒冷,即使夏季氣溫也常常低於零度,對植物生長十分不利。因此有些植物進化成為墊狀,密集生長,創造微環境,以此保溫、抵禦強風吹襲。每個「墊子」都是由幾種甚至幾十種不同植物共同組成,但每種植物的高度全都一致,因為任何突出的部位都面臨凍死的危險。
植物三十六計比如石竹科的囊種草(Thylacospermum caespitosum)、豆科的叢生黃芪(Astragalus confertus)、虎耳草科的光緣虎耳草(Saxifraga nanella)、菊科的扁芒菊(Waldheimia tridactylites),都是典型的墊狀植物。
植物三十六計美國加利福尼亞州的白山地區十分乾旱貧瘠,年降水量不足300mm,地上只有裸露的石灰岩而幾乎沒有土壤,一年之中溫度、降水適宜的生長期只有6周。生長在這裡的松科植物毛松(Pinus longaeva,也叫狐尾松)的生長十分緩慢:平均100年才能長高2.5cm;它們幾乎不落葉,一片葉子的壽命高達30-40年,既避免落葉造成的能量及營養損失,又防止落葉引起火災;此外毛松還積累超量的樹脂,對葉子來說相當於防凍液,對樹幹來說相當於防腐劑,一株活了7000年的死樹到現在依然挺立。這些生長緩慢的松樹還是世界上最長壽的植物:其中一株到今年已經4845歲了。另一棵更老的、享年4862歲的毛松在1964年由於古氣候學研究而被砍伐,在砍伐之後才發現這棵樹是當時世界上最古老的生命。根據調查,白山北坡的毛松平均壽命為2000年,南坡的則為1000年。
植物三十六計空曠的高山山坡,植物難以積聚熱量和抵抗夜間的低溫,唇形科植物塔黃(Rheum nobile)的適應對策是:花序中的苞片很大,呈淡黃色,半透明,且每一片向下翻捲,蓋住下方花序中的花,許多苞片連在一起組成了「溫室」。菊科植物雪蓮(Saussurea involucrata)上部的葉片變態為淡黃色、半透明的苞片,建成「溫室」以保護幼嫩的花序。
植物三十六計植物的莖葉需要呼吸,植物的根更需要呼吸,而植物的無法像動物一樣長距離運輸氧氣。為了應對沼澤、灘涂出現的水淹缺氧,很多植物進化出了呼吸根,可以在水淹時供給充足的氧氣,例如生長在沼澤的杉科植物池杉(Taxodium distichum var. imbricatum),以及生長在海濱的紅樹林中的很多植物。
第二節 攻防對峙
植物的防禦本領相信大家有所瞭解:如圖中仙人掌科植物銀刺松(Cylindropuntia echinocarpa),渾身長滿了又硬又長的尖刺,覆蓋了表面大部分地方,想吃它的動物顯然無從下口了。然而有些植物還可以主動進攻,比如……
植物三十六計比如旋花科菟絲子屬植物。依靠別人過日子總是好過自己單打獨鬥,菟絲子屬植物就是這麼做的。菟絲子本身沒有葉子,甚至連葉綠素都沒有,依靠籐蔓攀爬到寄主植物身上,侵入寄主表皮,將自身維管組織直接插入寄主的維管組織之內吸取營養。菟絲子可以寄生的植物非常廣泛,從一般的草本到高大的喬木都可以被菟絲子寄生,如南方菟絲子(Cuscuta australis)、沼地菟絲子(Cuscuta gronovii)等。
植物三十六計寄生植物看起來很威風,在其他植物身上作威作福。比如桑寄生科植物無毛五蕊寄生(Dendrophthoe glabrescens),可以寄生在多種植物身上,尤為喜歡桉屬植物,圖為無毛五蕊寄生寄生在檸檬桉上。然而寄生植物這麼威風,自己也有被欺負的時候。同為桑寄生科植物淡黃毛寄生(Notothixos subaureus)是一種重寄生植物,它專門寄生在其他寄生植物身上,如圖所示,無毛五蕊寄生寄生在桉樹上,而淡黃毛寄生則寄生在了無毛五蕊寄生之上;類似的還有?重寄生? ,也是寄生在寄生植物之上的一種寄生。
植物三十六計再來看一看植物的防禦武器。刺無疑是一種極好的防禦武器,對一般動物來說,長成像仙人掌科植物短豪刺琴絲丸(Mammillaria decipiens subsp. camptotricha ‘BRV’)、豪壯龍(Pilosocereus gounellei),或者像豆科植物皂莢(Gleditsia sinensis)一樣的刺,幾乎就無法近身了,植物免去了遭受啃食的危險。
植物三十六計同樣是刺,但是形成的部位可能截然不同。比如仙人掌科植物廣刺球(Echinocactus platyacanthus)的刺屬於葉刺,若干刺形成刺座,本質上一個高度變態的短縮枝,仙人球開花也是開在刺座上。冬青科植物枸骨(Ilex cornuta),本身葉子邊緣就變態形成刺。芸香科植物兩面針(Zanthoxylum nitidum),葉緣沒有刺,但是葉子正反兩面的葉脈上卻佈滿了刺,故名「兩面針」。小檗科植物巴基斯坦小檗(Berberis baluchistanica),在每一個葉片基部都有三根針刺,而這針刺是由托葉演變而來。豆科植物鬼箭錦雞兒(Caragana jubata)整個復葉葉軸形成針刺,即使復葉小葉脫落,葉軸依然宿存在莖上。衛矛科植物美洲南蛇籐(Celastrus scandens)渾身上下看起來好像沒有刺,但是它看似最脆弱的地方卻暗藏玄機:它的芽鱗十分堅硬,使得整個芽具有像刺一樣的功能。鼠李科植物藥鼠李(Rhamnus cathartica),小枝長到一定長度,先端的芽就會變尖、硬化而不再生長,形成枝刺。我們熟悉的薔薇科植物月季(Rosa chinensis)的刺則是屬於皮刺,由莖皮表面向外凸起形成的刺。
植物三十六計再看一些動植物之間的軍備競賽:豆科植物疊傘金合歡(Acacia tortilis)的樹冠呈傘形,全部位於高大的樹幹頂端,一般動物無法夠著,從而保護了自己的枝葉;由於稀疏草原裡樹是一種十分寶貴的新鮮食材,長頸鹿的祖先被逼無奈,進化出了超長的脖子,以夠到高處的樹葉;然而疊傘金合歡也沒有坐以待斃,樹冠下方及外圍枝條上的托葉進化為刺,讓長頸鹿不能輕易吃到葉子
植物三十六計如果摘下蒲公英的花,不經意之間就會發現傷口處會流出白色的汁液。不要以為植物的乳汁是流出來供昆蟲享用的;恰恰相反,乳汁正是植物的一種防禦手段:大多數乳汁中含有對昆蟲有毒的物質;還有些乳汁高度黏稠,會從傷口大量留出,進而黏住、甚至淹死想取食它的昆蟲,比如說蘿藦科植物西亞馬利筋(Asclepias syriaca)。
植物三十六計然而昆蟲也不是等閒之輩,棕翅粗角跳甲(Phygasia fulvipennis)就想到了應對方法:先在葉子基部的主脈上咬一口,讓乳汁流淨,然後再取食葉子先端就能高枕無憂了。圖為棕翅粗角跳甲取食蘿藦科植物蘿摩(Metaplexis japonica)的過程。
植物三十六計相應的,植物也沒有坐以待斃:用網狀脈不就可以讓乳汁到處流動了嗎?然而一種叫黃守瓜(Aulacophora femoralis)的昆蟲早已想好應對辦法:在葉子上先咬上一圈,讓乳汁不能流入中間的葉片組織,問題不就解決了?
植物三十六計再來看看植物更高級的謀略,甚至能騙過昆蟲:蘭科植物蜘蛛蘭(Caladenia pectinata)的花唇很像一種雌蜂,通過擬態欺騙,吸引雄蜂前來交配。而就在雄蜂交配的時候,蘭花的花粉早已沾在雄蜂身上,當雄蜂興沖沖地被騙,再找其他蘭花交配時,就完成了授粉過程。茅膏菜科植物曼西茅膏菜(Drosera menziesii)是一種食蟲植物,它和其他食蟲植物一樣,也是依靠捕蟲來補充營養。然而特別之處在於這種茅膏菜沒有靜待昆蟲上門,而是常常和蜘蛛蘭長在一起,當有雄蜂被騙來交配時,就很容易被這種茅膏菜所捕獲。