植物里的進化論

胡珉琦

1.承前啟后的理論物理學家

北京大學出版社從2005年起推出了“科學元典叢書”，計劃收錄自古希臘以來、主要是自近代科學革命以來，歷經了足夠長時間檢驗的100部科學經典。目前已出版圖書52種。《物種起源》也是收錄出版最早的著作之一。

不過，《物種起源》畢竟是達爾文系統闡述生物進化理論最早期的著作，此后他還寫了一系列書對《物種起源》中不夠充分的內容、論據作更為詳實的“補充說明”。

在這些大量的作品中，闡釋植物進化的部分總是容易被人忽視，因為人們常常被顯示度更高的動物所吸引。比較而言，植物屬于“弱勢群體”。

“科學元典叢書”第三輯中就收錄了達爾文的多本關于植物進化的著作，例如《攀援植物的運動和習性》《食蟲植物》《蘭科植物的受精》《植物的運動本領》等等。

這些書中記錄了達爾文大量的觀察和實驗，得出了很多有意思的結論，許多內容直到今天依然非常經典。后來的百年間，達爾文在書中所提出的一些小小線索也引導出了更多的科學實驗。

北京植物園科普中心主任、高級工程師王康說，在全世界范圍內，與人類相關的高等植物大約有30多萬種，中國占到3萬多種，這些植物都是我們在生活中可以看到的。他希望，人們通過對植物進化知識的學習，重新認識和理解植物界以及人與植物的關系。

2.沒有自然選擇的壓力，進化很可能中斷

“進化聽起來非常復雜，它會給人一種錯覺，以為進化是一種創新。很遺憾地告訴你，在這個世界上創新的東西真的不多，尤其對于生物界來說更是如此，進化其實就是一個修修補補的過程。”王康認為，更為重要的是，進化如果沒有自然選擇施加的壓力，很可能中斷。事實上，世界上被停下來的進化數不勝數。

自然選擇究竟對植物進化產生了什么巨大的壓力？王康介紹了植物界中許多獨特的例子來幫助人們理解。

夏威夷群島的死火山周圍長著一種名叫銀箭草的植物，整個身體像個毛絨絨的刺球，葉子像一枝枝銀色的箭，在陽光下銀光閃閃。它所生活的環境晝夜溫差大，降水量非常少。但它銀色的毛，一方面可以在太陽暴曬時把陽光反射掉，同時在早晨有露水時，將冷凝的水輸送到根部，到了冬天，絨毛還可以起到保暖的效果。可見，為了適應環境，植物比人類更“拼”。

自然選擇的壓力是方方面面的，除了來自各種環境條件，也可能來自天敵。

王康說，在動物界，很多人喜歡聽長頸鹿的進化故事，僅僅是因為它的脖子。事實上，有一種植物的進化與長頸鹿施加的壓力有關。長頸鹿的食物中有一種是駝刺合歡，由于食用量大，這種植物的生存壓力極大。為了抵制長頸鹿無止盡的需求，這種植物長出了刺。這對長頸鹿當然也是一種折磨，它的反饋就是讓舌頭變得又長又粗糙。此外，植物也有應激反應，葉片會分泌苦澀的單寧，于是長頸鹿通常不會在一棵駝刺合歡下停留太久，吃幾口就會另換一棵。

3.植物的“智慧”是被迫產生的

達爾文一生研究過許多植物，他最喜歡的植物是什么？

1860年夏天，達爾文發現一種叫圓葉茅膏菜的植物竟然具有捕捉昆蟲的神奇能力。他大為震驚，并由此對這種植物捕捉動物的現象產生了極其濃厚的興趣，“對我來說，植物界里幾乎沒有比食蟲植物更引人關注的發現”。他還曾表達過，“與世界上所有物種的起源相比，我更關心茅膏菜的起源”。

王康也表示，在達爾文這些植物進化的著作中，《食蟲植物》格外吸引人。達爾文對大量食蟲植物做了觀察和實驗，詳細描述了它們的形態和運動特征，尤其在植物生理學方面進行了很多探究，例如葉的熱效應和敏感性、分泌液的消化能力、運動沖動的傳導途徑等。

食蟲植物一般包括豬籠草類、瓶子草類、捕蟲堇類、貍藻類、茅膏菜類。茅膏菜是食蟲植物中的一個大類，它非常精致，葉片上長有腺毛，能分泌粘液，看上去就像掛滿了露珠，晶瑩剔透。于是，它就利用自己甜美的外形和花蜜吸引昆蟲落在它們突出的腺毛上。一旦昆蟲降落，茅膏菜便利用黏液把它粘住，每一根腺毛都開始向昆蟲彎曲，將它團團圍住。茅膏菜可以利用消化液分解昆蟲的軟組織。幾天后，它才會重新張開，把昆蟲的殘骸拋入風中。

達爾文認為，食蟲植物的行為是一種通過忽略那些不大可能是營養的刺激，以節約能量的適應性表現。有的具有陷阱式捕獵結構，有的則是通過分泌粘液來誘捕獵物。在他看來，這也是出于自然選擇的壓力，植物才會逐漸適應、進化到以多種方式來獲取動物性營養，維持自身的生長和繁育。

“通過這些植物的獨特行為，很多人覺得植物是有智慧的，但我并不認同。”王康強調說，植物的這些“智慧”是被迫產生的，是在生與死之間獲得的一種適應，與人類的智識并不相同。