开启智慧之门,品味精妙文摘。今日精彩分享摘自入选“科学生活子书单”的《花粉症与人类:让人“痛哭流涕”的小历史》,祝您阅读愉快~
第一章 花粉礼赞
造物主的杰作
花粉的诞生
翻开《圣经》,第一页就说到上帝划分天空和海洋,创造陆地,然后让“地长出了植物:含种子的五谷菜蔬,各从其类;会结果子、果子里有种子的树,各从其类”《圣经》作者在这里特地强调“各从其类”,即植物是分类创造、互不混淆、秩序井然的,一根瓜藤上不可能结出一个茄子。
那为什么瓜藤不会结出茄子呢?德国植物学家科尔罗伊德(1733-1806年)看到炼金术师用铁和铜炼金,于是在想:生物学范畴里头是不是也能通过某种手段让金丝雀变成孔雀呢?为了验证这个猜想,他先从植物交配实验着手。1760年他成功培育出 了人工杂交烟草,但同时他也指出这种异常现象 在自然界是不会发生的:“造物主给自然界定制了一套精巧绝伦的法则,用以预防失序和混乱的产生。这套法则就是同种花粉和异种花粉即使同时沾在柱头上,也只有同种花粉会授粉,异种花粉会受到排斥。”
换言之,瓜藤上不会结出茄子,是因为瓜的雌花即使沾上了茄子的花粉也不会受精。科尔罗伊德在花粉中看到了上帝造物的秩序,内心的震撼洋溢在话语之中。
在花粉出现之前,像蕨类这样通过孢子繁殖的植物在地球上独领风骚。我们必须对这些蕨类植物心怀感激,因为它们创造出了人类现代文明建设过程中不可或缺的原动力--煤炭。孢子繁殖需要水,所以孢子植物天生就不能离开水边太远。后来,裸子植物出现了,它们能够借助风力传播花粉,使其子子孙孙能够轻而易举地到达干燥的内陆地区。
我个人对于这些不开花、一辈子躲在暗无天日之处的苔藓、蕨类没法产生共鸣,内心还是希望自己的人生能够和开花结果的植物交错。心如根深扎,话如叶庄重,努力让自己的人生开花,度过充实的一生——这是人类从花粉植物里习得的道理。
花粉缘何飞
古生物学知识告诉我们,花粉诞生于侏罗纪,那时候还没有人类,恐龙在地球上昂首阔步。然而,后来花粉传播却成为绝大多数植物选择的繁衍方式。没办法像动物那样到处行走的植物,发展出了独特的能力,它们将继承自祖先的各种遗传信息封印在肉眼不可见的黄色小微粒里随风而去,有时候甚至能飘到数百公里开外。这一粒粒朴实无华、让人感觉不到一丝生命气息的粉末里,竟然凝缩着植物自身蕴藏的精华。
以杉树花粉为例,其大小约为30微米(0.03毫米),在无风情况下的下落速度约为2厘米/秒,即下落1米需要将近1分钟。如果下落期间起了风,那花粉便能立刻化身为飞行体。
按照平方、立方定律,一个物体的边长减少一半,那么这个物体的表面积就会缩小到原来的四分之一,体积缩小到八分之一。同理可得,其所受到的空气阻力(体现在表面积公式中)也会减少到原来的四分之一,重量(体现在体积公式中)减少到八分之一。因此,和我们的日常感觉不同,站在花粉这种微粒子的角度,它们所受到的空气阻力要比地球重力大得多。换言之,花粉能够利用空气阻力抵消掉地球重力,乘着上升气流长距离移动。
日本著名的屋久岛绳文杉,最初也是由一粒花粉发育而来的。几千年前,这棵大树还是一颗渺小如尘埃的微粒,飘荡在空气中。花粉中蕴藏着如此的力量,将人类弄得涕泗横流这点事根本就易如反掌。
飞行中的花粉很轻易就能借助风力跨越树干之类的大型障碍物,反倒经常被松叶、杉叶之类的细长障碍物挡住。裸子植物是地球上最先通过花粉繁殖的植物,而要捕获它们的花粉,针叶树是最高效的。
喜风之花与喜虫之花
正当演化出花粉的裸子植物在远古大陆四处繁衍生息之际,恐龙们正上演着一幕幕凄惨、弱肉强食的杀伐戏码。然而,在下一个时代,植物们选择了小型的昆虫、鸟类、哺乳类动物而非恐龙作为伴侣,它们有的盛开了五彩缤纷、芳香馥郁、甘密充谥的花朵,吸引昆虫来帮忙授粉,有的端出了甜美的果实让小鸟、小动物们帮忙运送种子。
我们居住的世界之所以能够点缀着娇艳的花朵和美味的果实,花粉和授粉昆虫绝对功不可没。如果没有花粉,恐怕世界还是会像恐龙时代那样充满着血腥味吧。
植物界和动物界的合作是如何开展的,目前我还只能靠想象。我猜想,或许是以花粉为食的金龟子这类甲虫充当了授粉媒介吧。植物这一方准备了艳丽的花朵,散发出馥郁的芳香来吸引昆虫,再通过提供甘甜的花蜜来构建这一共生关系。如此一来,授粉便逐渐从风媒转变为虫媒。植物们也开始逐渐淘汰轻飘飘的花粉,转为生产黏性高、能让昆虫帮忙运送的花粉了。
“风媒花”“虫媒花”这两个词听起来很生硬,其实它们分别源自希腊语的"anemophilia"和"entomophilia ",直译过来分别是“喜风之花”和“喜虫之花”,词缀优雅,洋溢着花粉的爱。顺带一提,第一个认为花粉症的罪魁祸首是风媒花的人,正是大名鼎鼎的进化论提出者--查尔斯·达尔文(1809-1882年) 。
虫媒植物与昆虫携手,大幅简化了授粉程序,但是当植物形成了大群落,昆虫的数量跟不上时,植物们又回归了风媒授粉的模式。我认为,相比风媒,虫媒的优点在于繁衍所需花粉较少,但或许正因如此,尽管虫媒植物的种类高达数千种,关键的授粉昆虫却无论种类还是数量都十分有限,所以植物们才再次回归到风媒。柳树之类的植物是从虫媒回归风媒的途中兼而有之,既能散发芳香、分泌蜜汁吸引昆虫,又能产生大量的花粉散播空中,是花粉症的罪魁祸首之一。
白桦、榛树、赤杨等桦木科树木,以及枹栎、山毛榉等山毛榉科树木,是北海道、北欧地区的花粉症元凶,其特征是尾状花序、同时开花,能够在刮风时高效散播花粉。相比起杉树等,这类植物可谓新一代的风媒花。
(以上内容摘自《花粉症与人类:
让人“痛哭流涕”的小历史》)
[日]小盐海平 | 著
吴昊阳 | 译
2022年3月
科学普及出版社
科学照进未来
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