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苏铁此处无花胜有花的时间记录者

发布时间:2018-07-12 01:17:00 文章来源:未来智库    

史军

在影片《魔戒》的开场有一段非常有深意的旁白:这个世界上有很多事情,流传的时间长了,就变成了故事,故事的时间长了就变成了传说,传说的时间长了就变成了神话。想来,所有的神话都是有根有源的,在植物世界中,这样的神话比比皆是。

在我很小的时候,就听外婆讲过一则故事,说的是在春城昆明,曾经出现过一条恶龙。这厮翻云覆雨,极尽破坏之能事,把好端端的春城变成了一片泽国。这时有一位勇士与恶龙斗法,最终战胜了恶龙,把它压在了西郊的黑龙潭中。但是勇士并不能永久在潭边镇压恶龙,于是跟这条龙做了一个谈判,约定了一个让恶龙自由的条件,那就是“铁树开花,马长角”。在外婆看来,这样的事情是断无可能发生的,而这条恶龙的刑期自然变成了无期。

今天,我再来读这个故事的时候,第一体会是,在传统上大家对于植物现象的认识都是基于身边的物件,更重要的是,这条龙不懂植物学,它并不知道铁树压根儿就是开花的。

既古老又年轻的家族

我们通常看到的苏铁,特别是篦齿苏铁,就像一个缩小版的椰子树,以至于苏铁的名字“Cycas”来源于希腊文,含义本身就是椰子的意思。但是,苏铁同椰子这样的棕榈类植物并无亲戚瓜葛。它们的关系就好像海豚和鲨鱼的关系,仅仅是形态类似而已。也正如海豚和鲨鱼,一个是新兴的海洋猎手,一个是远古而来的海洋霸主。

苏铁被称为“活化石”,就是因为这个家族出现在地球上的时间已经很长很长了。最早的苏铁类植物出现在距今2.6亿年前的二叠纪,而苏铁家族真正的表演是在1.9亿年到6500万年前的侏罗纪和白垩纪,这一时期恐龙盛行,而苏铁确实是植食性恐龙的食物来源之一。也正因如此,苏铁的形象经常与这些远古巨兽捆绑在一起,因而有了“活化石”的称号。

只是事情通常都没有那么简单,在对化石和遗传物质进行分析后发现,现存的苏铁家族竟然只有1200万年的历史,即便跟很多后起的开花被子植物相比,它们也显得太年轻了。

铁树和苏铁大不同

全世界现存的300多種苏铁类植物包括苏铁科、托叶铁科和泽米铁科。其中托叶铁科主要分布在大洋洲,而泽米铁科的分布中心在中美洲和非洲,至于我们中国人最熟悉的,还要数分布在亚洲的苏铁科植物了。实际上,很多苏铁类植物都生长在炎热的极端区域,比如半沙漠以及雨林深处,以至于很多种类都是新近才被发现的。

虽然都属于苏铁类植物,但是三个科的叶片长相差别极大。并不是所有的苏铁类植物都像苏铁那样,叶子就像双排大梳子。比如说,以泽米铁为代表的泽米铁科植物,它们的小叶片非常接近银杏的样子;而托叶铁科的植物干脆长了一副蕨类的样子,以至于有了一个别名就叫蕨叶铁。实际上苏铁类植物在自然分布区都能正常地繁殖,并不存在千年才可开花结果的事情。

在繁殖这件事儿上,苏铁类植物都有个共同点,那就是拥有了掌控大陆的植物结构——种子。

此处无花胜有花

种子是一个特别的结构,相当于把微缩版本的植物装进了一个时间和空间的胶囊。在种子这个结构出现之前,苔藓植物、蕨类植物都是依靠孢子来繁殖和传播后代的,这种方式与我们吃的大蘑菇别无二致。那些比尘土还细小的孢子随着风和水飘荡,寻找合适的家园。在合适的地点萌发之后,产生精子和卵子,最终完成精卵结合。

在这个过程中有两个关键的步骤都需要水,一是孢子的萌发需要足够的水分,二是精子游向卵子也需要水。在地球温暖潮湿的时期,这些都不是事儿。但是要向干旱的内陆挺进,那就需要摆脱水环境的限制。特别是从侏罗纪到白垩纪时期,地球开始变得越来越干燥,过于依赖水环境的苔藓和蕨类植物就显得力不从心了。

这个时候出现了一个全新的结构——种子。在泥盆纪晚期,出现了种子蕨,其种皮可以保护幼嫩的胚,种子里储存的营养成分可以为种子生长项目提供重要的“启动营养”。在二叠纪后期出现的苏铁类植物更是改进了种子系统,里面有了更多的营养储备,就像为远行的植物“幼崽”(种子)提供了干粮。于是,种子有了更多传递机会。

那么早期的种子是从植物的什么部位产生的呢?既然要产生种子,大家的第一反应就是要开花。但是作为裸子植物,苏铁显然是没有花朵的。传统的观点认为,苏铁的雄球花和雌球花都是特化的叶片,也就是说,种子是长在一些特别的叶子上的。这似乎很符合生物发育的历程,毕竟绝大多数蕨类植物都是在普通叶片的背面来产生孢子,至于更高级一点的蕨类更会有专门产生孢子的孢子叶。

然而真实的情况并非如此,2014年,中科院南京古生物研究所的科研人员发现,苏铁的大孢子叶并不是叶子,而是枝条。种子其实是在枝条主干上螺旋排列,有点像芝麻的果子挂在枝干上那样。只不过这些携带种子的枝条被压扁成了类似叶片的平面状态。

除了种子这个生命胶囊,苏铁类植物的精子也不需要在陌生的自然水体里面拼命游泳了。它们有了自己的太空舱—花粉。

靠风,还是靠虫

毫无疑问,花粉是与种子同样划时代的演化产物。将精子保护起来,按目的地送达,比让精子毫无目标地去寻找自己的爱情要靠谱得多。在花粉到达大孢子叶的时候才释放出精子,这就大大提高了繁殖的效率和成功率。

虽然太空舱有了,但是没有火箭动力的加持,还是很难到达想去的目的地啊。苏铁类植物都是雌雄异株的植物,所以要想获得后代种子,那就必须要雌雄配合在一起。那新的问题出现了,花粉不可能从雄球花自己溜达到雌球花上的。

传统观点认为,苏铁类植物像大多数裸子植物一样都是靠风来传播花粉的。但是越来越多的证据显示,昆虫也是非常重要的传播媒介,特别是泽米铁科的植物完全是依靠昆虫来传播花粉的。

这点看起来有点让人摸不着头脑,因为在大多数朋友的脑海里,只有花朵提供花蜜,蜜蜂、蝴蝶才会为它们提供传播花粉的服务。而那些冷冰冰的苏铁,怎么能吸引昆虫来服务呢?

实际上苏铁的花粉是很多甲虫的食物,这也算得上一个等价交换。但是问题来了,那些没有花粉的雌球花如何来吸引昆虫呢?泽米铁和苏铁(Cycas revoluta)的雄球花和雌球花在授粉期间都会释放强烈的芳香气味,那些被香气搞晕头的昆虫会穿梭于雄球花和雌球花之间,最终为苏铁传播了花粉。有些种类的苏铁还能进行加温处理,进一步加强香气对甲虫的吸引力。

还有一些苏铁类雌球花另辟蹊径,比如说,有些种类的苏铁分泌一些甜蜜的液滴来吸引昆虫。虽然这些液滴的数量很少,不足以引起甲虫的兴趣,却可以满足像蓟马这样的小型昆虫的需求,顺手就帮苏铁完成了传粉过程。

这就是苏铁,一种与神话紧紧相连的植物,只是这些神话都有各自的源头,通过科学研究抽丝剥茧的追寻之后,神话之后隐藏的是更让人激动的真相。

知识就是力量 2018年7期

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