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孕育达尔文进化论思想的分类系统花坛

花匠小妙招
2024-11-06 17:02

剑桥植物园的分类系统花坛是剑桥植物园搬迁到三一学院后，于1846年建造的首批园艺设施之一，是植物分类系统和植物学思想的活植物展示示范区，包括多种多样的温带草本植物，旨在展示物种形成、进化以及科之间关系。花坛设计按照德·坎多尔系统展示植物分类，分为单子叶植物和双子叶植物展示区，其亮点是反映了达尔文的老师亨斯洛关于物种形成和进化的思想。分类系统花坛约由120个独立的花坛组成，代表有花植物78个科。漫步花坛间，可感悟有关科内物种形态特征变异和近缘科的形态差异。

1845年，剑桥植物园第一任园长安德鲁·默里和植物园创始人约翰·亨斯洛设计了系统花坛，作为展示温带草本物种形成、进化及科之间关系的教学资源。花坛设计是按照瑞士植物学家奥古斯丁·德·坎多尔的描述展示植物分类，将植物分科归为两类：一类是仅具1枚子叶的单子叶植物，种植在中央椭圆形区域；另一类为具2枚子叶的双子叶植物，种植展示在外围区域。设计者在设计植物学和分类学花坛展示时，为不同科的排序提供了独特的布局和概念。花坛设计与其他植物园直线型关系的花坛形成鲜明对比，乍看似乎混乱无章，但仔细研究就会发现，该设计揭示了同一科邻近植物物种的形态变化及其与不同科之间形态特征的差异及亲缘关系。该设计代表当时流行的花园式风格，用园艺专业知识将植物和景观有机结合，充分地体现亨斯洛探索物种形成与进化思想，特别是物种变异极限的观点。

亨斯洛是达尔文的老师，他从1820年开始研究物种的本质，得出了3个基本观点：居群连续变异的幅度和特征决定了物种的特征；“奇特”现象，如花或叶形突然变异，是异型突变的结果；杂交种的特征是由自然主导的。剑桥大学植物园设计的目的是生物理论假设的科学验证研究与植物学教学，体现了亨斯洛关于物种形成的思想，例如收集了黑松（Pinus nigra）的4个亚种进行对比栽培，最明显的是中轴线上对植的P.nigra var. nigra和P.nigra var.salzmannii。前者来自奥地利雪区，分枝较少，枝条向下倾斜（利于雪滑落），针叶密集而短硬；后者来自西班牙温暖地区，表现出极强的向上分枝能力，枝条粗壮、向上延伸，形成一个张开、扩展的树冠，针叶长而曲。设计者试图通过这种独具匠心的植物配植说明现代植物科学的一个原理：种间变异。

在植物园花坛间漫步，可以进行有关科内物种形态特征比较和研究植物物种变异。例如在花坛间，不仅可以进行菊科物种间形态特征的相互比较，还可与密切相关的伞形科（Apiaceae）和桔梗科（Campanulaceae）的物种进行比较。系统花坛由大约120个单独的花坛组成，代表有花植物78个科。

早在1829年，亨斯洛就对物种的定义有了较为成熟的想法，并在教学中传授给学生。达尔文是当时对此最感兴趣的学生，在剑桥大学学习的达尔文被称为亨斯洛教授的“影子”，师徒二人经常并肩同行，讨论物种形成及进化问题。“贝格尔号舰”环球考察时，亨斯洛专门写信给贝格尔号船长推荐达尔文。达尔文正是带着亨斯洛对物种形成的思想登上了贝格尔号，进行了长达5年的全球考察。考察期间，达尔文多次写信与亨斯洛讨论问题并进行了植物采集。无疑，亨斯洛在剑桥植物园期间对达尔文进化论的启蒙及后续的指导至关重要。

达尔文曾这样评价他的良师益友亨斯洛：“我相信世上没有比他更好的人了。”

（作者系中国科学院华南植物园研究员，本文摘自作者“科学网”博客）