史軍
在影片《魔戒》的開場有一段非常有深意的旁白:這個世界上有很多事情,流傳的時間長了,就變成了故事,故事的時間長了就變成了傳說,傳說的時間長了就變成了神話。想來,所有的神話都是有根有源的,在植物世界中,這樣的神話比比皆是。
在我很小的時候,就聽外婆講過一則故事,說的是在春城昆明,曾經(jīng)出現(xiàn)過一條惡龍。這廝翻云覆雨,極盡破壞之能事,把好端端的春城變成了一片澤國。這時有一位勇士與惡龍斗法,最終戰(zhàn)勝了惡龍,把它壓在了西郊的黑龍?zhí)吨?。但是勇士并不能永久在潭邊?zhèn)壓惡龍,于是跟這條龍做了一個談判,約定了一個讓惡龍自由的條件,那就是“鐵樹開花,馬長角”。在外婆看來,這樣的事情是斷無可能發(fā)生的,而這條惡龍的刑期自然變成了無期。
今天,我再來讀這個故事的時候,第一體會是,在傳統(tǒng)上大家對于植物現(xiàn)象的認識都是基于身邊的物件,更重要的是,這條龍不懂植物學,它并不知道鐵樹壓根兒就是開花的。
既古老又年輕的家族
我們通常看到的蘇鐵,特別是篦齒蘇鐵,就像一個縮小版的椰子樹,以至于蘇鐵的名字“Cycas”來源于希臘文,含義本身就是椰子的意思。但是,蘇鐵同椰子這樣的棕櫚類植物并無親戚瓜葛。它們的關(guān)系就好像海豚和鯊魚的關(guān)系,僅僅是形態(tài)類似而已。也正如海豚和鯊魚,一個是新興的海洋獵手,一個是遠古而來的海洋霸主。
蘇鐵被稱為“活化石”,就是因為這個家族出現(xiàn)在地球上的時間已經(jīng)很長很長了。最早的蘇鐵類植物出現(xiàn)在距今2.6億年前的二疊紀,而蘇鐵家族真正的表演是在1.9億年到6500萬年前的侏羅紀和白堊紀,這一時期恐龍盛行,而蘇鐵確實是植食性恐龍的食物來源之一。也正因如此,蘇鐵的形象經(jīng)常與這些遠古巨獸捆綁在一起,因而有了“活化石”的稱號。
只是事情通常都沒有那么簡單,在對化石和遺傳物質(zhì)進行分析后發(fā)現(xiàn),現(xiàn)存的蘇鐵家族竟然只有1200萬年的歷史,即便跟很多后起的開花被子植物相比,它們也顯得太年輕了。
鐵樹和蘇鐵大不同
全世界現(xiàn)存的300多種蘇鐵類植物包括蘇鐵科、托葉鐵科和澤米鐵科。其中托葉鐵科主要分布在大洋洲,而澤米鐵科的分布中心在中美洲和非洲,至于我們中國人最熟悉的,還要數(shù)分布在亞洲的蘇鐵科植物了。實際上,很多蘇鐵類植物都生長在炎熱的極端區(qū)域,比如半沙漠以及雨林深處,以至于很多種類都是新近才被發(fā)現(xiàn)的。
雖然都屬于蘇鐵類植物,但是三個科的葉片長相差別極大。并不是所有的蘇鐵類植物都像蘇鐵那樣,葉子就像雙排大梳子。比如說,以澤米鐵為代表的澤米鐵科植物,它們的小葉片非常接近銀杏的樣子;而托葉鐵科的植物干脆長了一副蕨類的樣子,以至于有了一個別名就叫蕨葉鐵。實際上蘇鐵類植物在自然分布區(qū)都能正常地繁殖,并不存在千年才可開花結(jié)果的事情。
在繁殖這件事兒上,蘇鐵類植物都有個共同點,那就是擁有了掌控大陸的植物結(jié)構(gòu)——種子。
此處無花勝有花
種子是一個特別的結(jié)構(gòu),相當于把微縮版本的植物裝進了一個時間和空間的膠囊。在種子這個結(jié)構(gòu)出現(xiàn)之前,苔蘚植物、蕨類植物都是依靠孢子來繁殖和傳播后代的,這種方式與我們吃的大蘑菇別無二致。那些比塵土還細小的孢子隨著風和水飄蕩,尋找合適的家園。在合適的地點萌發(fā)之后,產(chǎn)生精子和卵子,最終完成精卵結(jié)合。
在這個過程中有兩個關(guān)鍵的步驟都需要水,一是孢子的萌發(fā)需要足夠的水分,二是精子游向卵子也需要水。在地球溫暖潮濕的時期,這些都不是事兒。但是要向干旱的內(nèi)陸挺進,那就需要擺脫水環(huán)境的限制。特別是從侏羅紀到白堊紀時期,地球開始變得越來越干燥,過于依賴水環(huán)境的苔蘚和蕨類植物就顯得力不從心了。
這個時候出現(xiàn)了一個全新的結(jié)構(gòu)——種子。在泥盆紀晚期,出現(xiàn)了種子蕨,其種皮可以保護幼嫩的胚,種子里儲存的營養(yǎng)成分可以為種子生長項目提供重要的“啟動營養(yǎng)”。在二疊紀后期出現(xiàn)的蘇鐵類植物更是改進了種子系統(tǒng),里面有了更多的營養(yǎng)儲備,就像為遠行的植物“幼崽”(種子)提供了干糧。于是,種子有了更多傳遞機會。
那么早期的種子是從植物的什么部位產(chǎn)生的呢?既然要產(chǎn)生種子,大家的第一反應就是要開花。但是作為裸子植物,蘇鐵顯然是沒有花朵的。傳統(tǒng)的觀點認為,蘇鐵的雄球花和雌球花都是特化的葉片,也就是說,種子是長在一些特別的葉子上的。這似乎很符合生物發(fā)育的歷程,畢竟絕大多數(shù)蕨類植物都是在普通葉片的背面來產(chǎn)生孢子,至于更高級一點的蕨類更會有專門產(chǎn)生孢子的孢子葉。
然而真實的情況并非如此,2014年,中科院南京古生物研究所的科研人員發(fā)現(xiàn),蘇鐵的大孢子葉并不是葉子,而是枝條。種子其實是在枝條主干上螺旋排列,有點像芝麻的果子掛在枝干上那樣。只不過這些攜帶種子的枝條被壓扁成了類似葉片的平面狀態(tài)。
除了種子這個生命膠囊,蘇鐵類植物的精子也不需要在陌生的自然水體里面拼命游泳了。它們有了自己的太空艙—花粉。
靠風,還是靠蟲
毫無疑問,花粉是與種子同樣劃時代的演化產(chǎn)物。將精子保護起來,按目的地送達,比讓精子毫無目標地去尋找自己的愛情要靠譜得多。在花粉到達大孢子葉的時候才釋放出精子,這就大大提高了繁殖的效率和成功率。
雖然太空艙有了,但是沒有火箭動力的加持,還是很難到達想去的目的地啊。蘇鐵類植物都是雌雄異株的植物,所以要想獲得后代種子,那就必須要雌雄配合在一起。那新的問題出現(xiàn)了,花粉不可能從雄球花自己溜達到雌球花上的。
傳統(tǒng)觀點認為,蘇鐵類植物像大多數(shù)裸子植物一樣都是靠風來傳播花粉的。但是越來越多的證據(jù)顯示,昆蟲也是非常重要的傳播媒介,特別是澤米鐵科的植物完全是依靠昆蟲來傳播花粉的。
這點看起來有點讓人摸不著頭腦,因為在大多數(shù)朋友的腦海里,只有花朵提供花蜜,蜜蜂、蝴蝶才會為它們提供傳播花粉的服務。而那些冷冰冰的蘇鐵,怎么能吸引昆蟲來服務呢?
實際上蘇鐵的花粉是很多甲蟲的食物,這也算得上一個等價交換。但是問題來了,那些沒有花粉的雌球花如何來吸引昆蟲呢?澤米鐵和蘇鐵(Cycas revoluta)的雄球花和雌球花在授粉期間都會釋放強烈的芳香氣味,那些被香氣搞暈頭的昆蟲會穿梭于雄球花和雌球花之間,最終為蘇鐵傳播了花粉。有些種類的蘇鐵還能進行加溫處理,進一步加強香氣對甲蟲的吸引力。
還有一些蘇鐵類雌球花另辟蹊徑,比如說,有些種類的蘇鐵分泌一些甜蜜的液滴來吸引昆蟲。雖然這些液滴的數(shù)量很少,不足以引起甲蟲的興趣,卻可以滿足像薊馬這樣的小型昆蟲的需求,順手就幫蘇鐵完成了傳粉過程。
這就是蘇鐵,一種與神話緊緊相連的植物,只是這些神話都有各自的源頭,通過科學研究抽絲剝繭的追尋之后,神話之后隱藏的是更讓人激動的真相。