植物里的进化论

胡珉琦

1.承前启后的理论物理学家

北京大學出版社从2005年起推出了“科学元典丛书”，计划收录自古希腊以来、主要是自近代科学革命以来，历经了足够长时间检验的100部科学经典。目前已出版图书52种。《物种起源》也是收录出版最早的著作之一。

不过，《物种起源》毕竟是达尔文系统阐述生物进化理论最早期的著作，此后他还写了一系列书对《物种起源》中不够充分的内容、论据作更为详实的“补充说明”。

在这些大量的作品中，阐释植物进化的部分总是容易被人忽视，因为人们常常被显示度更高的动物所吸引。比较而言，植物属于“弱势群体”。

“科学元典丛书”第三辑中就收录了达尔文的多本关于植物进化的著作，例如《攀援植物的运动和习性》《食虫植物》《兰科植物的受精》《植物的运动本领》等等。

这些书中记录了达尔文大量的观察和实验，得出了很多有意思的结论，许多内容直到今天依然非常经典。后来的百年间，达尔文在书中所提出的一些小小线索也引导出了更多的科学实验。

北京植物园科普中心主任、高级工程师王康说，在全世界范围内，与人类相关的高等植物大约有30多万种，中国占到3万多种，这些植物都是我们在生活中可以看到的。他希望，人们通过对植物进化知识的学习，重新认识和理解植物界以及人与植物的关系。

2.没有自然选择的压力，进化很可能中断

“进化听起来非常复杂，它会给人一种错觉，以为进化是一种创新。很遗憾地告诉你，在这个世界上创新的东西真的不多，尤其对于生物界来说更是如此，进化其实就是一个修修补补的过程。”王康认为，更为重要的是，进化如果没有自然选择施加的压力，很可能中断。事实上，世界上被停下来的进化数不胜数。

自然选择究竟对植物进化产生了什么巨大的压力？王康介绍了植物界中许多独特的例子来帮助人们理解。

夏威夷群岛的死火山周围长着一种名叫银箭草的植物，整个身体像个毛绒绒的刺球，叶子像一枝枝银色的箭，在阳光下银光闪闪。它所生活的环境昼夜温差大，降水量非常少。但它银色的毛，一方面可以在太阳暴晒时把阳光反射掉，同时在早晨有露水时，将冷凝的水输送到根部，到了冬天，绒毛还可以起到保暖的效果。可见，为了适应环境，植物比人类更“拼”。

自然选择的压力是方方面面的，除了来自各种环境条件，也可能来自天敌。

王康说，在动物界，很多人喜欢听长颈鹿的进化故事，仅仅是因为它的脖子。事实上，有一种植物的进化与长颈鹿施加的压力有关。长颈鹿的食物中有一种是驼刺合欢，由于食用量大，这种植物的生存压力极大。为了抵制长颈鹿无止尽的需求，这种植物长出了刺。这对长颈鹿当然也是一种折磨，它的反馈就是让舌头变得又长又粗糙。此外，植物也有应激反应，叶片会分泌苦涩的单宁，于是长颈鹿通常不会在一棵驼刺合欢下停留太久，吃几口就会另换一棵。

3.植物的“智慧”是被迫产生的

达尔文一生研究过许多植物，他最喜欢的植物是什么？

1860年夏天，达尔文发现一种叫圆叶茅膏菜的植物竟然具有捕捉昆虫的神奇能力。他大为震惊，并由此对这种植物捕捉动物的现象产生了极其浓厚的兴趣，“对我来说，植物界里几乎没有比食虫植物更引人关注的发现”。他还曾表达过，“与世界上所有物种的起源相比，我更关心茅膏菜的起源”。

王康也表示，在达尔文这些植物进化的著作中，《食虫植物》格外吸引人。达尔文对大量食虫植物做了观察和实验，详细描述了它们的形态和运动特征，尤其在植物生理学方面进行了很多探究，例如叶的热效应和敏感性、分泌液的消化能力、运动冲动的传导途径等。

食虫植物一般包括猪笼草类、瓶子草类、捕虫堇类、狸藻类、茅膏菜类。茅膏菜是食虫植物中的一个大类，它非常精致，叶片上长有腺毛，能分泌粘液，看上去就像挂满了露珠，晶莹剔透。于是，它就利用自己甜美的外形和花蜜吸引昆虫落在它们突出的腺毛上。一旦昆虫降落，茅膏菜便利用黏液把它粘住，每一根腺毛都开始向昆虫弯曲，将它团团围住。茅膏菜可以利用消化液分解昆虫的软组织。几天后，它才会重新张开，把昆虫的残骸抛入风中。

达尔文认为，食虫植物的行为是一种通过忽略那些不大可能是营养的刺激，以节约能量的适应性表现。有的具有陷阱式捕猎结构，有的则是通过分泌粘液来诱捕猎物。在他看来，这也是出于自然选择的压力，植物才会逐渐适应、进化到以多种方式来获取动物性营养，维持自身的生长和繁育。

“通过这些植物的独特行为，很多人觉得植物是有智慧的，但我并不认同。”王康强调说，植物的这些“智慧”是被迫产生的，是在生与死之间获得的一种适应，与人类的智识并不相同。