植物旅行家

2005-04-29 13:44杨子斧
大自然探索 2005年3期
关键词:种子植物

杨子斧

读了本刊2005年第2期文章《植物的智慧》的读者都知道:植物不仅能“看”、能“睡”、也能“吃”。那么,植物能“行”吗?回答是肯定的。植物不仅能行,有的植物甚至还是令许多动物也望尘莫及的旅行家。

植物缺少运动器官,更没有演化出神经系统,那么,如何能像人和其他动物那样到处旅行呢?确实,我们周围的花草树木经过数亿年的演化历程,早已失去了其低等祖先在海洋中生活时可以靠自身的鞭毛摆动或海水的流动而四海漫游的属性,它们只能扎根于陆地的土壤中或岩石缝隙之中。植物通过发达的根系吸收到水分和矿质营养,通过叶片中的“绿色工厂”——叶绿体利用阳光、水和二氧化碳生产碳水化合物并放出氧气,因此无需像动物那样四处奔波觅食,便可自给自足、安居乐业了。不过当我们全方位地去观察植物时就会发现,高等植物不仅能四处旅行,而且它们中的一些种类的远足能力甚至令许多动物都望尘莫及。

火山岛上的生命奇迹

1883年8月25日,位于印度尼西亚苏门答腊与爪哇两岛之间的火山岛——克拉卡托岛上的火山再度猛烈爆发,释放出了100亿吨当量的能量,相当于一颗氢弹爆炸的力量。这座面积10.5平方公里的岛上有25立方公里的岩石被炸飞,爆炸声在3500公里以外的澳大利亚都可以听到,火山灰喷射高度达80公里,引起浪高达30—40米的海啸,岛上的全部生物都被埋在厚厚的火山灰中,彻底毁灭了。只有在40公里以外的岛屿上才有生物幸免于难。然而,仅过了3年,岛上就出现了高等植物的踪迹:11种蕨类植物和15种被子植物返回了被毁的家园。10年后,火山岛上已是绿色葱茏,幼小的椰子树在海边摇曳,野生甘蔗四处蔓延,甚至有4种兰花也不甘示弱,在这一片新绿中绽开娇嫩的花朵。25年后,岛上已有263种动物(大多是昆虫和鸟类)居住。尽管半个世纪后又有一次小规模的火山喷发,但整个岛屿已被虽然年轻低矮却郁郁葱葱的森林所覆盖。这一切真让人感到不可思议,尤其是植物的再现生机:它们既没有像鸟类和昆虫那样展翅飞翔的本领,也不具备被许多动物视为小菜一碟的游泳能力,那么,它们又是如何跨海登陆的呢?

科学家在这座岛上进行了多年的跟踪调查研究,最后向我们揭示了事情的真相:火山大爆发后,植物的孢子、种子、果实是乘风、随波和搭乘动物(也包括我们人类)的便车登上这座“死亡之岛”的。其中大约8%是由鸟类、昆虫以及一些会游泳的动物或人类带来的;32%的植物是由风送来的;而占60%的多数植物是自己从海上漂浮采的。这一事实充分显示了陆生植物中不乏出色的旅行家。

我欲乘风飘四方

不管我们是否看得见,许多种类的植物都可以在其繁衍时借助风力使新的幼小生命体远走高飞,在新的土地上开创新的家园。

蒲公英是尽人皆知的小草,它们随处可见,一丛长而边缘具齿的基生叶如莲座衬托起几支长长的花葶,花葶顶端众多鲜黄色的舌状小花聚成一个瓶盖大小的头状花序,虽说不上绚丽,却俊俏可人。蒲公英一生中最引人注目的一幕出现在果实成熟的时候。长满了白色细毛的球形果序在风的吹拂下由聚而散,一个个形如小伞兵的瘦果纷纷张开顶端由众多细毛围成的小伞,乘风而去……大概蒲公英新生代这种自由浪漫的举动刺激了人类追求自由和幸福的天性,不仅儿童有用嘴生风送蒲公英的“小伞兵”飘散的乐趣,一些文人墨客也乐于描绘这一场景。其实,在自然界中像蒲公英这样巧借风力散布后代的植物比比皆是。

在地球上生存的30余万种陆生植物中,借助风力送子上路的种类占了一多半。因为这是一种最实惠又最保险的传播方式,所以在植物演化的漫长岁月中,它经过自然选择而被保留下来的机会最多。蕨类植物是最古老的陆生植物类群,它们的繁殖体是十分微小的孢子,无须什么特殊的结构就会被风轻松送走。裸子植物以种子取代孢子,使后代在萌发前有坚实的种皮保护,萌发时又具备充足的营养保证。但有得便有失,结构变得复杂化的多细胞种子,与单细胞或少数细胞组成的孢子相比,也变得身宽体胖,难得风的“抬举”,虽然有些裸子植物种子演化出了种翅等适应风力传播的结构,但远足的能力比孢子还是差多了。植物界的最高级类群——被子植物更胜裸子植物一筹,它们在种子外面又穿上了一件件形态各异的外衣——果皮,既能使种子在成长发育过程中得到良好的保护,不致夭折,又能使种子成熟时更好地上路,更有利于种群的繁衍;同时,被子植物的种子也更加多样化,以适应“海陆空”多种传播途径。其中,许多种子又选择了瘦身的路子,不仅舍弃了贮存养料的仓库——胚乳,甚至尽量减少构成种子的细胞数量,以换取风的青睐,并扩大种子的数量,以多子增加生存的机会。兰科植物就是这种极度瘦身的典范。当然它们还要靠真菌的共生才能度过萌发时的营养危机。而其他许多家庭的植物,在适度瘦身的同时,亦通过果实或种子自身形态结构上的变化以适应风力的传播,像蒲公英那样在果实或种子上生出轻柔的毛发,就是最普遍的适应方式之一。

白头翁和婆婆针线包

白头翁是一种在较干燥的山野、荒地和田间广泛分布的野花,虽然不能像蒲公英那样在城市的路边和庭院的草地上随处可见,却也颇有名气。唐代大诗人李白也曾“一见生情”,写下了“醉入田家去,行歌荒野中,如何青草里,亦有白头翁;折取对明镜,宛将衰鬓同,微芳似相消,留恨向东风”的诗句。令李白生情的并不是白头翁那宛如小酒盅的十分艳丽的蓝紫色花朵,而是花后果实成熟时那白发飘然的奇景。尤其是最后的“留恨向东风”,即是白头翁果实即将离散,纷纷借助瘦果上长长的羽状白毛乘风而去的真实写照。

像蒲公英和白头翁这样以瘦果承裁一枚轻便的种子靠毛发乘风的植物十分普遍:菊科中蒲公英属的2000余个成员几乎个个如此,还有著名的风毛菊属、世界广布的千里光属、常见的蓟属和苦苣菜属植物以及珍贵的异裂菊、白菊木、栌菊木,等等。毛茛科白头翁属的40多种、铁线莲属中的上百种也具有带毛的瘦果,甚至在以盛产美味果实著称的蔷薇科中,也出现了像仙女木这样靠具毛瘦果传播后代的“异类”成员。这不禁使人想起了“异曲同工”这个成语。但是事情并非到此就结束了。在以毛乘风的植物中还有更胜具毛瘦果一筹的毛发直接长在种子上的另类。由于在种子成熟前它们的毛发一直藏在果实中受到保护,不会像长在果实外的毛发那样惧怕雨水的浸湿或其他意外伤害而失去乘风的能力,因此对环境的适应能力更强。萝藦便是其中之一。

萝藦也是一种广泛分布的野草,它的常见度大约居于蒲公英与白头翁之间,尤其在盛夏时节农村的宅旁、路边总少不了这种藤本植物的身影。它四处蔓延,常攀附在其他植物身上,藤上生出的一对对卵形叶片基部心形,边缘整齐,叶脉清晰,雅而不俗。尤其是当见到其茎叶折断时涌出白色乳汁的情景,再联想到“萝藦”这个有些怪异的名字,便不由得令人感到几分奇异。萝藦

还有一个乍一听俗得不能再俗的别名——“婆婆针线包”。原来,每到秋高气爽的时节,萝藦藤蔓上悬挂着的一对对长而略弯、顶部渐尖的纺锤形蓇葖果,因成熟而开裂,众多顶端长有一丛白色长毛的种子纷纷“出笼”,在秋风的护送下四散飞扬,犹如从一架打开机舱门的大型军用飞机中鱼贯而出的一队伞兵。将这时的萝藦果比作“婆婆的针线包”,真是诙谐生动,令人印象深刻。

如果我们经常到山林原野中去探索植物王国的奥秘,就不难发现与萝藦类似的植物还有不少,尤其在热带和亚热带地区。在萝藦所在的家庭——萝藦科中,2000多个成员几乎个个都有自己的“婆婆针线包”;在萝藦科的近亲夹竹桃科中,也有不少果实和种子形态近似的种类,其中既有剧毒植物羊角拗,也有著名的经济植物罗布麻。

在依靠种子上的毛发乘风旅行的植物中,杨树和柳树大概是与我们关系最密切的类群,但它们这种在自然演化过程中形成的有利于种群繁衍的“飞絮”习性,却往往被一些人视为污染环境、有碍观瞻,甚至有人倡议:为了不再受杨絮和柳絮的“骚扰”,在城市中和周边地区应灭绝雌性的杨树和柳树,这实在是不尊重自然、不尊重科学的做法。

会飞的“元宝”和“金钱”

有一则趣闻与植物旅行有关:华北某地银行欲建新址,特从大城市中请来了建筑设计专家,并要求在新址的建筑上体现出“招财进宝”的意向。专家从未见识过这样的方案,颇感困惑,但又不肯“认输”,于是急向同行和朋友讨教。终于一位园林界的朋友出了“高招”。交方案时,甲方怎么也看不出“招财进宝”的意思,大为不满。专家解释说:你看,我在坐北朝南的银行前院铁制围栏外设计了一排榆树,后院铁制围栏外设计了一排槭树。榆树结的果实熟时像一枚枚小金币,俗名叫“榆钱”,春末夏初果熟时就会在南风的吹拂下纷纷飞进院中;我选的槭树是元宝槭,又叫元宝树,结的果实平面观像小元宝,夏末秋初果熟时一刮北风也会被吹进院中。金钱和元宝都进了你的大院,难道还体现不出“招财进宝”之意?一席话令甲方哑口无言。

“榆钱”和“元宝槭”其实只不过是人类对这两类树所结果实的形象比喻,除了前者嫩时可以鲜食,后者挂在树上颇耐观赏外,它们对人类已无更多的奉献。但这种钱币和元宝形的果实对于榆树和槭树来说却是繁衍后代的安身立命之本,是千百万年演化的结果,是无价之宝。

榆树和槭树的果实在植物学上都被称为翅果,但两者形态差别较大。不管榆树和槭树翅果的形状如何变化,其结果都是相同的,即通过风力滑翔,尽量离开母树的荫蔽,争取生存的空间。虽然翅果的乘风能力往往不及具毛的果实或种子,但只要母树有一定高度,上路时有足够的风力,就能不辱使命。

翅果在森林树木中是比较常见的果实类型,臭椿、白蜡树、枫杨、青檀、青钱柳、马尾树、坡垒、青梅、金钱槭、银钟花等等,都具有不同形态的具翅果实,甚至雄踞中国树木身高榜首的望天树也是靠翅果繁衍后代的。但由于望天树一般在七八十岁后才开始开花结果,此时它的树冠已高不可及,若不赶上果实飘散的时节,即使去望天树的故乡西双版纳旅游,也很难观赏到这种由3长2短5个大翅向上伸展形成的似板 羽球的翅果。

搭便车和乘专车的“游客”

不久前法国电影大师雅克·贝汉的力作《迁徙的鸟》着实令自然爱好者惊喜了一番。至今回想起片中那些顶风、冒雨,翻山、越洋,在高空中振翅飞翔的候鸟,仍感到怦然心动。据说,这些激动人心的镜头是制作者将摄像机捆在鸟身上才拍摄下的。但在赞赏鸟类的执著和雅克·贝汉才智的同时,又不禁想到了那些善于搭便车旅行的植物果实和种子。当它们利用自己身体上的钩、刺等附属物挂在鸟羽或兽皮上时,空中和陆地上的长途免费旅行就开始了。就连我们人也往往在无意中充当了它们的运载工具。在自然界中这类善于搭便车旅游的植物种类也不少,其中大概数苍耳最著名。

当你在秋天的晴空下游走于山林原野中时,挂满裤腿、鞋袜甚至上衣和头发的苍耳、鬼针草、蒺藜、鹤虱、牛蒡等带刺、钩的果实可能让你心烦,但如果你是一名植物爱好者或者“自然之友”,就会因为你在为许多新生命寻找新的家园充当“志愿者”而感到欣慰。

与苍耳、鬼针草这些靠“工具”挂在“车帮”外的无目的的蹭车者相比,槲寄生种子的旅行可要爽多了。这类行踪诡秘的寄生灌木,身材不高却高高居于高大树木的树冠上吃喝不愁,在欧洲古代被视为神圣之物,有“金枝”之称。槲寄生是如何上树的呢?人们往往不得其解。其实它们的种子也是靠鸟类传播的,只不过乘坐的是上门服务的“出租车”。槲寄生的浆果大小如黄豆,只有一枚种子,果皮中富含黏胶质,秋冬季成熟时,呈橙红色、鲜黄色、淡黄色或白色,十分醒目。此时一些属于啄花鸟科的小型鸟类就会飞来进餐,槲寄生的种子或随果肉一起被囫囵吞入鸟腹中,或随黏胶质粘在鸟喙上。被吞下的种子由于有坚实种皮的保护难以消化,不久就随鸟粪一起被排出体外,那些幸好落在槲寄生寄主树枝上的,便如愿以偿,找到了新的家园;粘在鸟喙上的种子,在啄花鸟企图在寄主枝杈上蹭去黏胶质时,又会被转粘在了寄主身上,同样如愿以偿。槲寄生种子的旅行是要付车费的,那就是美味的果肉。

在热带地区,像槲寄生这样靠鸟类食果实而传播种子的植物种类很多,例如桑科榕属的1000余种榕树,几乎都是从鸟类的消化道中获得新生的。

不仅仅是鸟类,许多哺乳动物的消化道也是一些植物种子旅行的包厢,这些提供包厢的哺乳动物中,既有最大的陆生动物非洲象,也有多种会飞的食果蝙蝠。一些种子穿肠而过后,不但不会丧失发芽力,反而对发芽更有利。例如,北美洲西部沙漠上生长的牧豆树种子,只有在被牛、鹿等反刍动物吞吃后,其种皮上不透水的蜡质外膜才会被消化液分解,经“加工”后排泄出来的种子遇水就会发芽。在非洲,大象与金合欢的种子,狒狒与猴面包树的种子之间都有类似的微妙关系。于是随着动物的脚印,植物也开辟出了一处处新的领地。

健忘食客成就的旅行家

在自然界中生物之间的生存竞争无处不在。植物的旅行是为了争取更大的生存空间和更丰富的生活资料。动物吃植物则是为了新陈代谢的顺利进行,是其生存的本能。上述为植物旅行提供的种种便利,并非动物的“善举”,而是物种间在生存竞争中形成的协同进化的结果。让你吃成熟的果实,又要确保种子的旅途安全,是被子植物中一些成员的高明之处。然而,许多只有种皮保护的裸子植物种子和仅凭坚硬果皮保护的被子植物种子,面对一些食种子“专业户”的利齿或坚喙,往往难逃厄运。但“自然之母”又时常偏爱弱者,让那些善食种子的动物(不包括人类)一时聪明、一时糊涂,成就了不少虎口余生的植物旅行家。

星鸦是在北半球温带地区以食松子和坚果为生的鸦科鸟类。在食物丰富的季节,星雅很有远见卓识,并不“今朝有酒今朝醉”,而是在美食的同时,还要为冬季储备

粮食。它们不知疲倦地将松子或坚果运到林间空地上埋起来,建立起一座座小粮仓。但它们的记性却很差,在冬季需要动用储备粮时,大约有三分之二的埋藏点失去了方位。当然,星鸦太勤劳了,秋季埋的食物比冬季果腹所需的数量大得多,丢三落四也饿不死。而这些被遗忘在空地土壤中的种子则逢凶化吉,既躲过了暴露在地面上的种种风险,又得到了扎根生长的理想家园。

在哺乳动物中也有许多小型啮齿类与星鸦类似,它们在林地上反复演义着一回回的“捉放曹”的故事。这类故事不仅在盛产松树、栎树、榛子树的北半球屡见不鲜,就是在南美洲也有精彩的演出,刺豚鼠就是其中的主角之一。这类啮齿类动物是热带森林地带“种子墓地”的辛勤掘墓者,经它们埋藏的多是一些雨林树种的大型种子,而且是一个种子一个坑,不搞“合葬”,需要食用时再将它们一粒粒地刨出来。刺豚鼠也与星鸦犯一个毛病,最终是埋的多,刨的少,“无心插柳柳成行”,为森林的更新付出了辛勤的劳动。

海上多风险悠然去远航

自从4亿多年前植物从海洋登上陆地以后,对于陆生植物来说,大海就有了双重的意义。对于众多没有漂洋过海能力的植物,大海是天然的屏障,是物种分化形成的重要条件;而在一些善于渡海旅行的植物面前,大海又是种群扩散的媒介,海风、海浪和洋流,是既免费又高效的航海旅行的动力。

在具有漂洋过海能力的植物中,椰子无疑是人们最熟知的航海高手。它那高挑婆娑的身影在世界各地的热带海滨几乎无处不在,形成了一道道亮丽的风景。对于居住在椰子故乡的人类来说,椰子是“生命之树”,尤其是它那大小如人头的卵球形果实,不但是美味的果品,而且还是重要的工业原料。但椰子果皮内所具有的风味独特的椰汁、椰肉并非为动物准备的“劳务费”,它那由光滑不透水的外果皮、厚厚的纤维质的中果皮和骨质坚硬的内果皮联合组建的防护体系,不仅让食果动物无法突破,就连一些没有食椰子经验的人,也往往望果兴叹。但当那些从生长在海滨并向大海倾身的椰子树上坠下的椰果掉进大海后,一切就变得那样和谐自然:由于果皮内充满气体而使椰果的比重小于海水,被海浪轻轻地托起;流线型的身躯、光滑防水的外果皮,运动中与海浪配合默契;富含营养和水分的椰汁、椰肉,又为长时间的远洋航行结束后胚胎在海滩上萌发准备了充足的食物。因此,面对广阔无垠的海洋,凭借自身的过硬本领,几十天、上千公里的航程和航行中遭遇的狂风暴雨、滔天巨浪,对于椰子来说,根本不算什么。

当然,在陆地上的江河湖泊中,也有不少凭借果实或种子的特殊构造,借水路旅行的植物,其中有大名鼎鼎的葫芦、睡莲,也有许多不知名的杂草。有的果实和种子还具有两栖旅行的能力,既能在陆上靠风或动物扩散,也能在水上漂流。有人做过试验,将苍耳果实泡在水中44个月,其种子仍有生命力。胡杨更是靠着风和洪水的双重作用散布种子,从而沿河流两岸蔚然成林的。

自力更生的急性子果

以上我们林林总总地见识了许多植物旅行家,它们虽然各有高招,成就斐然,但却无一不是靠外力帮助,才达到最终目的的。难道陆生植物中就没有自助旅行者?不!不但有,而且自助的本领往往令人叫绝。

凤仙花是一种很可人又很实际的大众草花,虽然少登大雅之堂,却在百姓的院落中随遇而安。它的花朵形如飞凤,红、粉、紫、白,色杂而艳,红色者常被农家少女视为染指佳品,传承悠久,因此又有“指甲花”、“指甲草”等俗称。凤仙花的果实是一种形如纺锤密生茸毛的蒴果,虽无丽质,却十分有趣,尤得农家男童的青睐。他们在这种长不及寸的小果成熟时轻轻从基部摘下,作“小炸弹”迅速抛向同伴,往往刚一出手果皮就急速卷曲开裂,将许多黑色小球形种子弹出;有些成熟度高的“小炸弹”在儿童的小手触及的一刹那就会爆裂,引得孩子们一阵欢笑。人们根据凤仙花果实这种熟时急速开裂弹出种子的特性,又给它起了一个有趣的绰号一“急性子”。幽默的欧洲人则趣称它为“别碰我”(Touch-me-not)。但不管人们从中如何寻开心,真正从果实成熟开裂中得到好处的还是凤仙花自己,通过果皮的快速运动弹射出种子的传播策略,对种群的繁衍十分有利。在凤仙花的近600个同族兄弟身上几乎个个都有这种祖传的“急躁”性格,因此应该共享“急性子”的美名。

无独有偶,在太平洋彼岸的中南美洲有一种果实性格与凤仙花类似的异族树木。它的大名叫虎拉,别名叫沙匣树,隶属于大戟科,其身高可以长到60米,所结果实虽然也是蒴果,但比凤仙花的蒴果大多了,熟时很像一个扁圆形的小南瓜。正所谓“身大力不亏”,虎拉成熟开裂时产生的爆发力很大,响声如放鞭炮,弹射出的种子可以打伤在其旁边经过的人、畜。如正值虎拉果实成熟,一棵硕果累累的大树会闹得森林中鸟飞、兽散,不得安宁。但即便如此,人们还是被它的高大、荫浓所吸引,有时在热带地区用作林荫树种植,因此并不十分罕见。我国海南省文城镇的河边就有一棵70多年树龄的虎拉树。但有趣的是,当地人因其树叶有些像菩提树,于是将错就错,对它备加推崇,成为当地一景。

如果我们注意观察周围的植物,就不难发现许多果实成熟时能自动弹射种子的植物。与人类关系密切的豆类植物,许多都是依靠豆荚成熟时的扭曲开裂将种子抛出的。在夏末秋初的林间草地上,老鹳草如鹳鸟长喙的蒴果,成熟时会因果皮内、外层干燥收缩程度的不一致而产生张力,向上猛然反卷将种子抛向远方,犹如古代战场上使用的抛石器。原产于地中海沿岸地区到中亚地区的葫芦科植物喷瓜,常作为果实成熟时自动喷射种子的范例,屡见于书刊。喷瓜的果实不是蒴果,成熟时不开裂,但内部黏液膨胀产生的压力却能使瓜体从果柄处猛然脱离,形成孔洞,众多种子如一发发炮弹随黏液一起从洞口射出,远者可达6米。

到此,本文该结束了,但关于植物旅行家的故事却远远没有说完。生活在今天的人们往往缺少深入山林原野探究植物那看似平凡却奥妙无穷的生活规律的机会、兴趣和勇气。其实,只要你愿意,就会体会到:亲近植物其乐无穷!

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