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植物的36计(上)

  不要小看呆萌的植物,它们的法子可远比你想象中的多,下文的作者@辰山汪远,从植物的逆境求生、自我保护、授粉繁殖、万里长征四部分讲述了植物的36计,认真看完一定让你脑动打开,文章比较长,分成了上下两篇发布。

  植物虽然不会跑、不会动,但植物绝非坐以待毙的等闲之辈,能够跨越千万年存活到现在的植物,个个都是身怀绝技。面对无情的自然,植物可以说是“七十二变”,进化出了各种重型装甲、武器弹药,备好了充足的粮草给养。在植物看似柔弱的外表下,隐藏着你死我活的竞争、尔虞我诈的欺骗;正是植物利用了巧妙的生存策略,才在纷繁的环境中夺得了一席之地。

  因此分四节来讲解植物的生存策略:1、逆境求生,展现植物应对恶劣环境所进化出的各种本领;2、攻防对峙,揭秘植物与植物之间、植物与动物昆虫之间的攻防之战,一窥植物的高明手段,甚至是你死我活、尔虞我诈的欺骗;3、传粉谋略,传粉是有花植物繁衍生息中重要的一环,没有传粉,就没有纷繁美丽的植物世界,为了将花粉传播出去,植物使尽浑身解数,进化出各种各样的结构吸引传粉者,甚至在没有传粉者的情况下会自发授粉;4、万里长征,讲述植物如何攻城略地,将自己的后代尽可能远地传播的计谋。

  第一节 逆境求生
  就像图中的环境,百岁兰生活在降雨量极少、几乎荒无一物的荒漠戈壁之中;而类似的极端环境在地球上比比皆是。

  植物三十六计根据现有的认知,生命起源于海洋,远古生物生活在环境相对稳定的水中,温度稳定,生物浸泡在生命过程或不可缺的水中,没有缺水之虞。然而到了志留纪,陆地上迎来了首批植物登陆高潮!从海里、过浅滩、跨沼泽,到陆地、到戈壁、到高山,和菌类、和昆虫、和动物一起进化,从古菌、蓝菌、绿藻、苔藓,变为了蕨类、裸子植物、被子植物等高等植物。随着植物的登录,也就面临了和水生环境截然不同的陆地环境。

  植物三十六计陆地环境变幻莫测,植物需要应对比水中复杂得多的环境:干旱、高温、强光、弱光、盐碱、极寒、强风等,甚至有时适宜的生长时间只有短短一个多月,比如高山雪莲,只有在冰雪融化、温度较高的夏季才能生长。

  植物三十六计沙漠干旱地区,由于降水如此稀少,只有雨后的几周才有可以利用的水分。因此部分植物进化为?短命植物?,降雨过后的几周之内就完成开花结实,之后又迅速死亡或休眠,以度过沙漠的干燥酷热;如菊科的死海叶苞菊(Pallenis hierochuntica),也叫短命菊,以及广义百合科的狮爪花(Bomarea ovallei)等。

  植物三十六计有些植物,除了雨后迅速发芽、生根、开花、结实之外,还能?还魂?、 ?搬家?。雨季过后,十字花科植物含生草(Anastatica hierochuntica)的茎会干燥卷曲,变成球状,保护种子;当刮大风时含生草即可拔地而起,随风翻滚,飘荡到低洼容易积水的地方;一场雨过后,干枯的枝条再次展开,传播种子。这种卷曲和伸展可以反复多次,因此又名还魂草。

  还有些植物能够给自己浇水。荒漠中有一种蓼科植物叫沙漠大黄(Rheum palaestinum),它的叶子很大,表面有一层蜡质,并有着错综复杂、沟渠纵横的纹理。每当沙漠地区下雨,落在沙漠大黄叶子上的珍贵的雨水就会沿着叶表纹理汇集到植物根部。在年平均降水量只有75mm的情况下,沙漠大黄一般每年可以积聚4.2L水(最大可以积聚43.8L水),是该地区其它沙漠植物平均值的16倍,这足够其生长和开花、结果所需。

  植物三十六计海滨及内陆盐碱地的盐分超过大多数植物的承受范围,一般植物泡在这样的盐水里就会严重失水而死。生活在海滨及盐碱地的植物要想吸收盐水中的矿物营养,不可避免的会吸收过量的盐分,为了对抗盐碱,一些海滨及盐碱地植物进化出了泌盐的本领,将吸收的过量盐分通过叶片主动分泌出来,降低体内的渗透压。典型的泌盐植物就是组成海滨红树林的众多种类,如爵床科(恩格勒系统中属马鞭草科)的海榄雌(Avicennia marina)、黑海榄雌(Avicennia germinans)等,以及新疆内陆的盐碱地植物,如刚毛柽柳(Tamarix hispida)、胡杨(Populus euphratica)等,它们分泌的盐分经常在叶表结为盐晶。

  植物三十六计沙漠中阳光也是对植物生存的一大威胁,主要问题就在于暴晒之下产生的高温及强烈的水分蒸腾。那么植物也有很多办法对付强光。例如,景天科的神刀(Crassula perfoliata var. minor,有品种‘达摩’神刀Crassula 'Darumajintou')、霜之朝 Echeveria 'Simonoasa'、白石莲 Dudleya nubigena等,以及仙人掌科植物小人帽(Epithelantha micromeris subsp. bokei)等植物,表面有一层白色的鳞片、白粉、刺毛等,可以反射强烈的日光,降低自身温度,同时还可防止水分蒸发。有些植物叶子顶端有透明的“窗户”,如玉露(Haworthia spp.)、生石花(Lithops spp.)等,这些植物随风沙掩埋在土中,避开了强烈的日光及高温,但“叶窗”露于土表,靠“叶窗”把光导入叶内进行光合作用。

  植物三十六计光线太强受不了,光线太弱更受不了。万物生长靠太阳,在落叶乔木长出叶子后森林中是十分阴暗的,虽然一些蕨类植物生活得很好,但是更多的植物无法适应这样的阴暗环境。于是其中一些植物就选择进化为早春短命植物,在乔木长出叶子之前迅速生长、开花、结实,完成生活史,甚至等不及冰雪融化便开始生长,如毛茛科的侧金盏花(Adonis amurensis)。

  植物三十六计在高寒、高海拔地区,由于常年寒冷,即使夏季气温也常常低于零度,对植物生长十分不利。因此有些植物进化成为垫状,密集生长,创造微环境,以此保温、抵御强风吹袭。每个“垫子”都是由几种甚至几十种不同植物共同组成,但每种植物的高度全都一致,因为任何突出的部位都面临冻死的危险。

  植物三十六计比如石竹科的囊种草(Thylacospermum caespitosum)、豆科的丛生黄芪(Astragalus confertus)、虎耳草科的光缘虎耳草(Saxifraga nanella)、菊科的扁芒菊(Waldheimia tridactylites),都是典型的垫状植物。

  植物三十六计美国加利福尼亚州的白山地区十分干旱贫瘠,年降水量不足300mm,地上只有裸露的石灰岩而几乎没有土壤,一年之中温度、降水适宜的生长期只有6周。生长在这里的松科植物毛松(Pinus longaeva,也叫狐尾松)的生长十分缓慢:平均100年才能长高2.5cm;它们几乎不落叶,一片叶子的寿命高达30-40年,既避免落叶造成的能量及营养损失,又防止落叶引起火灾;此外毛松还积累超量的树脂,对叶子来说相当于防冻液,对树干来说相当于防腐剂,一株活了7000年的死树到现在依然挺立。这些生长缓慢的松树还是世界上最长寿的植物:其中一株到今年已经4845岁了。另一棵更老的、享年4862岁的毛松在1964年由于古气候学研究而被砍伐,在砍伐之后才发现这棵树是当时世界上最古老的生命。根据调查,白山北坡的毛松平均寿命为2000年,南坡的则为1000年。

  植物三十六计空旷的高山山坡,植物难以积聚热量和抵抗夜间的低温,唇形科植物塔黄(Rheum nobile)的适应对策是:花序中的苞片很大,呈淡黄色,半透明,且每一片向下翻卷,盖住下方花序中的花,许多苞片连在一起组成了“温室”。菊科植物雪莲(Saussurea involucrata)上部的叶片变态为淡黄色、半透明的苞片,建成“温室”以保护幼嫩的花序。

  植物三十六计植物的茎叶需要呼吸,植物的根更需要呼吸,而植物的无法像动物一样长距离运输氧气。为了应对沼泽、滩涂出现的水淹缺氧,很多植物进化出了呼吸根,可以在水淹时供给充足的氧气,例如生长在沼泽的杉科植物池杉(Taxodium distichum var. imbricatum),以及生长在海滨的红树林中的很多植物。

  第二节 攻防对峙
  植物的防御本领相信大家有所了解:如图中仙人掌科植物银刺松(Cylindropuntia echinocarpa),浑身长满了又硬又长的尖刺,覆盖了表面大部分地方,想吃它的动物显然无从下口了。然而有些植物还可以主动进攻,比如……

  植物三十六计比如旋花科菟丝子属植物。依靠别人过日子总是好过自己单打独斗,菟丝子属植物就是这么做的。菟丝子本身没有叶子,甚至连叶绿素都没有,依靠藤蔓攀爬到寄主植物身上,侵入寄主表皮,将自身维管组织直接插入寄主的维管组织之内吸取营养。菟丝子可以寄生的植物非常广泛,从一般的草本到高大的乔木都可以被菟丝子寄生,如南方菟丝子(Cuscuta australis)、沼地菟丝子(Cuscuta gronovii)等。

  植物三十六计寄生植物看起来很威风,在其他植物身上作威作福。比如桑寄生科植物无毛五蕊寄生(Dendrophthoe glabrescens),可以寄生在多种植物身上,尤为喜欢桉属植物,图为无毛五蕊寄生寄生在柠檬桉上。然而寄生植物这么威风,自己也有被欺负的时候。同为桑寄生科植物淡黄毛寄生(Notothixos subaureus)是一种重寄生植物,它专门寄生在其他寄生植物身上,如图所示,无毛五蕊寄生寄生在桉树上,而淡黄毛寄生则寄生在了无毛五蕊寄生之上;类似的还有?重寄生? ,也是寄生在寄生植物之上的一种寄生。

  植物三十六计再来看一看植物的防御武器。刺无疑是一种极好的防御武器,对一般动物来说,长成像仙人掌科植物短豪刺琴丝丸(Mammillaria decipiens subsp. camptotricha 'BRV')、豪壮龙(Pilosocereus gounellei),或者像豆科植物皂荚(Gleditsia sinensis)一样的刺,几乎就无法近身了,植物免去了遭受啃食的危险。

  植物三十六计同样是刺,但是形成的部位可能截然不同。比如仙人掌科植物广刺球(Echinocactus platyacanthus)的刺属于叶刺,若干刺形成刺座,本质上一个高度变态的短缩枝,仙人球开花也是开在刺座上。冬青科植物枸骨(Ilex cornuta),本身叶子边缘就变态形成刺。芸香科植物两面针(Zanthoxylum nitidum),叶缘没有刺,但是叶子正反两面的叶脉上却布满了刺,故名“两面针”。小檗科植物巴基斯坦小檗(Berberis baluchistanica),在每一个叶片基部都有三根针刺,而这针刺是由托叶演变而来。豆科植物鬼箭锦鸡儿(Caragana jubata)整个复叶叶轴形成针刺,即使复叶小叶脱落,叶轴依然宿存在茎上。卫矛科植物美洲南蛇藤(Celastrus scandens)浑身上下看起来好像没有刺,但是它看似最脆弱的地方却暗藏玄机:它的芽鳞十分坚硬,使得整个芽具有像刺一样的功能。鼠李科植物药鼠李(Rhamnus cathartica),小枝长到一定长度,先端的芽就会变尖、硬化而不再生长,形成枝刺。我们熟悉的蔷薇科植物月季(Rosa chinensis)的刺则是属于皮刺,由茎皮表面向外凸起形成的刺。

  植物三十六计再看一些动植物之间的军备竞赛:豆科植物叠伞金合欢(Acacia tortilis)的树冠呈伞形,全部位于高大的树干顶端,一般动物无法够着,从而保护了自己的枝叶;由于稀疏草原里树是一种十分宝贵的新鲜食材,长颈鹿的祖先被逼无奈,进化出了超长的脖子,以够到高处的树叶;然而叠伞金合欢也没有坐以待毙,树冠下方及外围枝条上的托叶进化为刺,让长颈鹿不能轻易吃到叶子

  植物三十六计如果摘下蒲公英的花,不经意之间就会发现伤口处会流出白色的汁液。不要以为植物的乳汁是流出来供昆虫享用的;恰恰相反,乳汁正是植物的一种防御手段:大多数乳汁中含有对昆虫有毒的物质;还有些乳汁高度黏稠,会从伤口大量留出,进而黏住、甚至淹死想取食它的昆虫,比如说萝藦科植物西亚马利筋(Asclepias syriaca)。

  植物三十六计然而昆虫也不是等闲之辈,棕翅粗角跳甲(Phygasia fulvipennis)就想到了应对方法:先在叶子基部的主脉上咬一口,让乳汁流净,然后再取食叶子先端就能高枕无忧了。图为棕翅粗角跳甲取食萝藦科植物萝摩(Metaplexis japonica)的过程。

  植物三十六计相应的,植物也没有坐以待毙:用网状脉不就可以让乳汁到处流动了吗?然而一种叫黄守瓜(Aulacophora femoralis)的昆虫早已想好应对办法:在叶子上先咬上一圈,让乳汁不能流入中间的叶片组织,问题不就解决了?

  植物三十六计再来看看植物更高级的谋略,甚至能骗过昆虫:兰科植物蜘蛛兰(Caladenia pectinata)的花唇很像一种雌蜂,通过拟态欺骗,吸引雄蜂前来交配。而就在雄蜂交配的时候,兰花的花粉早已沾在雄蜂身上,当雄蜂兴冲冲地被骗,再找其他兰花交配时,就完成了授粉过程。茅膏菜科植物曼西茅膏菜(Drosera menziesii)是一种食虫植物,它和其他食虫植物一样,也是依靠捕虫来补充营养。然而特别之处在于这种茅膏菜没有静待昆虫上门,而是常常和蜘蛛兰长在一起,当有雄蜂被骗来交配时,就很容易被这种茅膏菜所捕获。

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