种子的胜利 坚果如何征服植物王国

时间: 2024-04-05 19:49:34 |   作者: 大田栽培技术

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  我放下手里的锤子，凝视着这粒种子，没有一丝划痕。它的黑色表皮看上去就和我当时在雨林地面上捡到它时一样地光滑和完整。在雨林中水滴声和虫鸣的环绕之下，这粒种子静静地躺在泥土和覆盖层中，看起来即将生根发芽，不久就会枝繁叶茂。而现在，在办公的地方的荧光灯下，这个家伙看上去一副坚不可摧的样子。

  我拿起这粒种子，它在我的手掌中显得小巧精致——比核桃稍大一些，但更平整，颜色暗黑，它的外壳如同回火钢一般又重又硬。边缘有一条纵向生长的粗缝，但再怎么用螺丝刀戳和撬，都无法让它裂开。拿长柄的管道扳手用力挤压也不行，现在，用锤子砸它似乎也不起作用。显然，我需要更有分量的工具。

  我的大学办公室所处的位置，原先是林业学系植物标本馆的一个角落，在这个已经被很多人遗忘的地方，靠墙排列着许多布满灰尘的金属柜子，柜子里陈列着干燥的植物标本。一群退休的教职员每周都会在这里举行一次聚会，一边品尝咖啡和面包圈，一边回忆以前的研究旅行、最喜欢的树木以及几十年前系里教职员之间如何钩心斗角。我的办公桌也有年头了，那时人们使用焊接钢、镀铬金属和两倍重的福米卡家具塑料贴面（Formica）制造办公室家具。这张桌子的大小足以放得下一大堆油印机和电传打字机，而它的结实程度足以抵御核武器攻击的冲击波。

  我把种子放在这张办公桌庞大而笨重的一个桌脚旁，抬起桌子，然后放开手任凭它砸下去。伴着轰隆一声巨响，它砸落到地面上，把种子从一侧弹了出去，种子击中了墙面又被弹到了柜子底下，一转眼不见了踪影。当我把它捡回来的时候，它黑色的表皮看上去丝毫未受损伤。于是，我一次又一次地努力尝试——轰隆！——轰隆！——随着每一次尝试的失败，我的挫败感急剧上升。最后，我蹲下身子，把种子压在桌腿和墙壁中间，开始用锤子疯狂地对着它乱砸。

  不过，当时有一位林业学教授比我还要愤怒，他突然冲进我的房间，满面通红地大喊：“这里到底发生啥事了？我正在隔壁给学生上课呢！”

  很显然，我需要找到一种更安静的方法打开种子。何况我要打开的可不止一粒种子。在壁橱里还有两个篮子装着几百粒种子，更加不用说那2000 多片树叶和树皮碎片了，每一粒、每一片都是我在哥斯达黎加（Costa Rica）和尼加拉瓜（Nicaragua）的森林里经过数月的野外调查煞费苦心收集而来的。我的博士论文的主要内容就是将这些标本转化为数据。可照目前的情况去看，这几乎难以实现。

  最终，我发现用木槌和石头凿子使劲敲一下就能凿开这些种子了，但使尽浑身解数打开第一粒种子的经历，让我学到了有关进化的重要一课。我问自己：种子的外壳为何超乎想象地难以裂开？种子的全部意义不就是让自己散落在野外，让幼苗萌发出来吗？无疑，种子之所以进化出厚重的外壳，并不仅仅是为了让一个倒霉的研究生有挫败感。这样一些问题的答案是最基本的，就像一只孵蛋的母鸡要保护它的一窝蛋，或者一头母狮子要保护它的幼崽一样。对于我正在研究的这棵树而言，下一代意味着一切，进化的需求值得它投入所有的能量和适应性的创造能力。而在植物的历史中，种子的发明是确保植物保护、传播和延续它们后代的最重要的事件。

  在商业界，人们评价一个产品成功与否的主要标准是其品牌的辨识度和使用的广泛性。我在乌干达的时候，住在一座泥土堆砌的小屋里，距离一条铺设的马路有4 个小时的路程，这座小屋位于一片叫作“无法穿越的丛林”（Impenetrable Forest）的边缘。即使如此，出门走不到5 分钟的路，我还是能买到一瓶可口可乐。营销主管们总是幻想着他们的商品随处可见，而在自然界里，种子就是随处可见的。从热带雨林、高山草甸到北极冻原（arctic tundra），种子植物在地表景观中占据主体地位，对整个生态系统起到了决定性的作用。毕竟，“森林”这个名称指的是其中的树木，而非跳跃其中的猴子或展翅飞翔的鸟儿。每个人都会把著名的塞伦盖蒂（Serengeti）称为“草”原——而不是长满草的“斑马”原。每当我们停下来调查自然系统的基础结构时，我们总会发现，种子以及结种子的植物发挥着最为关键的作用。

  在热带地区的一个下午，一瓶冰镇的苏打水味道好极了，而可口可乐的类比只能用来解释种子的进化。不过，这个类比也有另一个方面的真实性：和商业竞争一样，自然选择必将得到优秀的产品。最佳的环境适应能力跨越时间和空间传播开来，并相应推动了进一步的变革，理查德?道金斯（Richard Dawkins）将这样的一个过程恰如其分地称为“地球上最伟大的表演”。有些特征十分普遍，几乎成了不言而喻的原则性特征。比如，动物的头部有两只眼睛、两只耳朵、某种类型的鼻子和一张嘴。鱼鳃从水中吸取溶解氧，细菌以分裂的方式来进行繁殖，昆虫的翅膀总是成对地出现。即使是生物学家也非常容易忘记，这些基本的原则曾经是全新的，是经过了坚持不懈、反复试错的进化过程之后出现的巧妙而新颖的特征。在植物界，我们对种子和光合作用有着最为理所当然的想法。就连儿童文学作品也是如此。在露丝?克劳斯（Ruth Krauss）的经典作品《胡萝卜种子》（The Carrot Seed）一书中，一个沉默的小男孩不理会别人对他说不可能，耐心地为他栽种的植物浇水、除草，终于一棵胡萝卜长出来了，“正如小男孩早就知道的那样长出来了”。

  克劳斯的作品以其简约的绘画风格改变了图画书的传统类型，并因此而闻名。尽管如此，她的故事还是告诉了我们一些意义深远、有关我们与自然之间关系的内容。就连孩子们都知道，即使是最小的籽也包含了萧伯纳（George Bernard Shaw）所说的“强大能量”——长成胡萝卜、橡树、小麦、芥菜、红杉，以及其他35. 2 万种2 利用种子进行繁殖的植物所需的活力和全部指令。我们十分信任这种能力，种子因而在人类活动中占据了独特的地位。如果没有栽种的行为和收获的预期，我们所熟知的农业将不可能会出现，我们人类也将依然停留在狩猎者、采集者和放牧人这样的小群体上。的确，有些专家相信，假如世界上没有种子，“智人”可能永远都不可能进化。这些微小的植物学上的奇迹为现代文明铺平了道路，它们引人入胜的进化和自然发展过程一次又一次地塑造、重塑了我们人类自身，在这一点上，它们的贡献或许比其他任何自然物体的贡献都要大。

  我们生活在一个充满种子的世界。从我们早餐的咖啡和面包圈、我们制作服装的棉布，到我们临睡前喝的一杯可可，种子全天候地伴我们左右。种子为咱们提供了食物和燃料、酒类饮品和毒药、石油、染料、纤维和香料。没有种子，就不会有面包、米、豆、玉米或坚果。它们是真正意义上的生命的支柱，是全世界日常饮食、经济活动以及生活方式的基础。在野外，它们也占据了主导地位：种子植物目前占所有植物群（flora，或称植物区系）的90% 以上。它们极为普遍，以至于我们很难想象，别的类型的植物曾经主导地球1 亿年以上。回溯过去，我们得知，微不足道的种子在植物群中进化着，这些植物群以孢子为主，其中的树枝状石松类植物（club mosses）、木贼类植物（horsetails）以及蕨类植物（ferns）构成了规模巨大的森林，这些森林如今已经变成了煤炭。种子植物虽然出身卑微，但此后一直稳步发展，逐渐取得了优势地位——从最初的松柏植物(conifers)、苏铁植物（cycads）、银杏植物（ginkgos），以及后来品种多样的有花植物——直到现在，孢子植物和藻类植物已经退居二线了。种子所取得的这种戏剧性的胜利引出了一个问题：它们为何如此成功？哪些特征和习性使得种子以及结种子的植物如此彻底地改变了我们的星球？这样一些问题的答案架构起本书叙述的内容，它们不仅说明了种子在自然界中繁盛的原因，也揭示了种子对人们如此重要的原因。

  种子的营养。种子储备了一棵植物幼苗的最初食物，也就是根、芽、叶最初生长所需的一切能量。任何一个曾经将球芽甘蓝（sprouts）放在三明治上的人都认为这个事实是理所当然的，但在植物的历史上，它则是关键性的一步。将那种能量集中在一个紧凑的、方便移动的包裹中，这既拓展了进化的可能性，也帮助种子植物散布到地球各处。对于人们来说，开启蕴含在种子中的能量，为现代文明铺平了道路。迄今为止，人类饮食的基础就在于借用种子食物，窃取它们为植物幼苗准备的营养品。

  种子的结合。在种子出现之前，植物的有性繁殖毫无生气。即使发生了有性繁殖，植物也是快速地、避人耳目地进行，而且通常是自体繁殖。克隆以及其他无性繁殖方式很普遍，无论是哪种繁殖行为，都很少以可预见的或彻底的方式混合基因。随着种子的出现，植物突然开始在露天环境下繁殖后代，以各种创造性的方式将花粉传播到卵子上。这场革新意义深远：它结合了母株（the mother plant）的双亲基因，将这些基因包裹起来，成为方便移动的、准备发芽的后代。孢子植物（spore plants）只是偶尔地进行杂交，而种子植物总是反复地混合它们的基因。进化潜力是巨大的，而孟德尔通过仔细研究豌豆种子解开了遗传的奥秘也并非是巧合。如果当时孟德尔没有做著名的豌豆实验，而是做了“孟德尔的孢子实验”的话，也许科学界依然等待着了解遗传学的机会。

  种子的耐力。园丁们都知道，贮存种子过冬可以在来年春天种植。事实上，许多种子需要经过一次寒潮、一场大火，甚至要经过动物的内脏才能萌芽。有一些品种的种子在土壤里坚持了几十年时间，只有在光线、水分和营养都适合植物生长的情况下才会发芽。种子植物的休眠习性使它们与其他所有的生命形式都不同，这种习性使它们具备了极大的特殊性和多样性。对人们来说，掌握休眠种子的贮存和控制技术，为农业铺平了道路，也决定了国家的命运。

  种子的防御。几乎所有的生物体都会为保护下一代而战斗，但植物为它们的种子装备了令人惊讶的、有时是致命的防御体系。从难以穿透的外壳和锯齿状的尖刺，到为咱们提供辣椒、肉豆蔻（nutmeg）和多香果（allspice）的化合物，更加不用说像砷（arsenic）和番木鳖碱（strychnine，即士的宁）这样的毒素了，种子的防御体系发生了一些令人不可思议（用处也很惊人）的适应性改变。对这一个话题的探究，阐明了自然界里一个重要的进化力量，也表明了人们如何借鉴种子的防御手段达到自己的目的，从塔巴斯科辣椒酱（Tabasco sauce）的辛辣，到药物，再到最受欢迎的种子产品——咖啡和巧克力。

  种子的传播。种子有无数种传播方式，有的被暴风巨浪抛起，有的随风旋转，还有的包裹在果肉中移动。种子为便于传播而做出的适应性改变，使它们得以在全世界内生长，推动生物多样化发展，并使人们在历史发展过程中获得了很重要和宝贵的产品，比如棉花、木棉、维可牢尼龙粘扣（Velcro）和苹果派。

  本书既是一次探索，也是一次邀请。正如种子一样，本书缘起于不起眼的小东西，随着自己的好奇心持续不断的增加，我越来越有兴趣跟随种子在进化论、博物学和人类文化中所铺设的崎岖道路上前行。在我从事研究的丛林和实验室中，在我那个痴迷于种子的儿子的坚持下，我全身心投入，渐渐展开有关种子的故事，我得到了一路走来所遇到的园丁、植物学家、探险家、农民、历史学家和修道士的引导，更加不用说神奇的植物本身以及依赖这些植物生存的动物、鸟类和昆虫的引导了。不过，尽管自然界中的种子有着许多引人入胜的故事，但它们的一大特点是随处可见。种子是我们这样一个世界中必要的一部分。因此，无论你喜欢喝咖啡配巧克力曲奇饼干，还是喜欢吃混合坚果、爆米花、椒盐脆饼干配一杯啤酒，我都要邀请你坐下来，吃着你最喜欢的、来源于种子的零食，开始我们的旅程。