书城童书生命溯源探幽
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第16章 植物世界的生命探幽(2)

目前,已知最早的真蕨植物———原始蕨,可能在4亿年前就出现了,它是裸蕨植物向真蕨植物过渡的类型。此后,到泥盆纪的中晚期,还发展出枝木类、羽裂蕨类、依贝卡蕨类、十字蕨类、对叶蕨类等古老的真蕨。它们被认为是真蕨植物的第一代。但是到了石炭纪晚期,它们都消亡殆尽。取而代之的是在石炭纪兴起的多种多样的第二代真蕨,可是在二叠纪却发生了一次大灭绝事件,它们当中的绝大多数都没能逃脱厄运。时间的车轮到了中生代,第三代真蕨发展出更多的类型又卷土重来,并一直发展演化到现在。可惜的是,自从种子植物兴起之后,真蕨就无法再延续昔日的辉煌,现存的绝大多数种类基本上都是矮小的草本。那些高大的真蕨相继灭绝,尸体被埋入地下亿万年,形成了煤块。它们赖以生长的沃土,最终也变成了掩埋它们的硕大坟场。

当我们面对黑漆漆的煤矿,有多少人会想起当年叱咤风云的古代蕨类,又有多少人知道它们所经历的诸多沧桑?

种子植物的崛起

古生代的石炭纪就已经有种子植物出现了。在古生代末期的二叠纪,地球上的气候开始再度干燥起来,并有周期性的冰冻。曾经称霸一时的古代蕨类植物由于不能适应这样的恶劣环境而逐渐衰落,只有少数种类残留下来。与此同时,由蕨类植物演化而来、更能适应这种干燥环境的种子植物不断壮大起来。

种子诞生

地球上最早出现的种子植物是一种叫做“种子蕨”的裸子植物。它们的叶和真蕨植物非常相似,但它们通过种子繁殖,而不是像蕨类植物那样形成孢子来产生后代。

种子蕨的历史大约可以追溯到泥盆纪晚期,虽然通过种子繁殖是更加先进的生存方式,但是在当时温暖潮湿的气候条件下还不能表现出太大的优势。

因此在古生代晚期的石炭纪和二叠纪,它们还处于养精蓄锐的阶段。到了中生代的三叠纪和侏罗纪,由于气候干燥,种子蕨迅速崛起,填补了大型蕨类消失后留下的空缺。

不过种子蕨毕竟是原始的裸子植物,在与后来出现的更加先进的种子植物进行竞争的过程中,种子蕨没能逃过没落的命运,到白垩纪早期宣告灭绝。

它们的消失比恐龙的灭亡还要早数千万年。

顽强的种子

种子在离开母体之后,可以长时间保持休眠状态,直到环境条件适宜的时候才萌发成新的植株。种子本身所含有的胚乳或子叶,能在种子萌发时给幼体提供营养物质,从而提高了幼体的生存能力。而且,种子植物在受精时,已经不像蕨类植物那样需要水的帮助,这在干燥的气候条件下,无疑成为种子植物的求生法宝。

与蕨类植物的孢子相比,种子具有更加顽强的生命力,某些特殊植物的种子甚至在地层中埋藏数千年仍然能够萌发,并发育成正常的植株。

20世纪50年代初,在辽宁省的泥炭层中发现了一些古莲子。通过鉴定,这些古莲子的寿命已经有1288年,它们经过处理后仍能萌发并年年开花。

日本也曾出土过2000年前的玉兰花种子,它们同样成功地发了芽。

目前所知道的寿命最长、仍能萌发并正常生长的种子,当数“羽扁豆”

种子,有人发现它历经1万年的休眠,依然是生机勃勃。

种子的这种顽强生命力实在是让人赞叹!

延存的裸子植物

今天的“地球巨人”

在经历了亿万年的历史变迁之后,目前地球上体型最大、身材最高的生物都生活在美国的加利福尼亚。它们分别是美国红杉国家公园里被称为“谢尔曼将军”的巨杉和加利福尼亚州北部被称为“亥伯龙神”的红杉。

“谢尔曼将军”发现于1879年,高84米,重1500多吨,即使是迄今发现的最大的蓝鲸,也只有190吨,根本无法与之相比。它的寿命已经超过3500岁,堪称今天世界上体型最大的“老寿星”了。

在美国加利福尼亚州北部偏远的海岸森林中有一棵红杉,经测量后被暂时确定为目前世界上最高的生物,人们以希腊神话中的“亥伯龙神”为这棵红杉命名。它的身高已经达到了115.2米,差不多相当于40层楼那么高。

活化石

在裸子植物中,水杉和银杏都被誉为“活化石”,因为它们都一度险遭灭绝。或许今天你走过路边的水杉时,只为它的挺拔而感叹。可是在20世纪40年代以前,世界上只发现过它们的化石,所以人们一直认为它们早已绝迹。

直到中国的植物学家在四川省发现了活的水杉林,这些“真人”才终于“露相”。那1000多株活生生的水杉,着实让世界为之轰动。

现在,这种有着精美羽状复叶、高大挺拔的活化石,已经被引种到世界上的很多地区,成为那里的“永久居民”。

其实,水杉在1亿年前的白垩纪早期就开始“亮相”了,广泛分布于北半球。但后来由于地壳运动的原因,北半球气候逐渐变冷,尤其是第四纪冰川时期,北半球绝大多数地区的水杉再也耐不住严寒,它们的呼吸淹没在来势凶猛的冰川中,只有在中国中西部地区的少量水杉,由于地形的保护才躲过了这场“灭门浩劫”。

和水杉一样,银杏也是从遥远的恐龙时代流传至今的裸子植物,它那美丽的扇形叶片在植物界绝无仅有。

银杏的历史可以追溯到2亿年前的中生代,当时它们曾经遍布世界各地,但是后来在被子植物的竞争以及多次冰川的影响下,这个物种没落了。直到18世纪在中国发现活的银杏之前,人们都以为只能在化石中寻找它们的美丽了。

银杏是一种雌雄异株的植物,只有生长雌“花”(大孢子叶球)的植物才能形成种子。银杏的种子有一层白色的肉质外种皮包被,俗称“白果”,它虽然有毒,但用现代加工方法处理以后可以食用。

现在很多地方都把银杏作为行道树栽种,但一般不会看到白果,因为它的外种皮在腐烂时会发出恶臭,所以人们往往只把雄性的银杏植株作为行道树。

红豆杉

从化石记录来看,红豆杉的历史比水杉更古老,可以追溯到2亿年前的三叠纪末至侏罗纪初。

红豆杉拥有美丽的红色“果实”,或许这也是它名称的由来。但这种美丽却与剧毒相伴,人若误食,腹中便难受至极,它的美丽真是令人望而生畏啊。

20世纪90年代之前,红豆杉与人类相安无事。可是此后,由于紫杉醇被批准用于癌症治疗,红豆杉就开始了悲惨的命运。紫杉醇是一种颇为有效的抗癌物质,目前还只能从红豆杉中提取,无法人工合成。由于此前没有进行规模化的人工种植。所以野生红豆杉就成了紫杉醇的唯一来源。

目前,每年4000千克的紫杉醇才能满足全球的需要,而生产1千克紫杉醇就需要15.30吨红豆杉树皮。正所谓“物以稀为贵”,紫杉醇的价格已经攀升到每千克数十万甚至数百万美元。巨额的利润让野生红豆杉活生生地被扒去树皮,大量死去。在东南亚和中国,数以百万计的野生红豆杉遭到毁坏,濒临灭绝,实在是惨不忍睹,真是“自古红颜多薄命”啊!

植物世界的生命探幽

人工种植红豆杉,或者尽快找到人工合成紫杉醇的方法,才能为红豆杉带来一线生机。

苏铁开“花”非易事

苏铁是现存裸子植物中的一个古老类群,它们的历史可以追溯到二叠纪早期至石炭纪晚期,距今约有2.8亿年之久。

从化石来看,苏铁很可能起源于古生代的种子蕨,在中生代时获得了最大的发展,分布极其广泛,甚至于有些人愿意把中生代叫做“苏铁植物时代”。但后来,由于松柏类植物和被子植物的竞争,古老的苏铁植物逐渐衰落了。

尽管苏铁因其生命力强、形态美观而被广泛用作园林植物,但众所周知,“铁树开花非易事”。可这是为什么呢?

确切地说,苏铁没有花,我们偶尔能看到的只是它的“孢子叶球”。我们知道,植物开花需要消耗大量的物质和能量,没有适宜的温度、充足的肥料、合适的光照等条件,植物是很难开花的。苏铁也是如此。它们经历了冰川时期的诸多磨难,好不容易才延续至今,当然要有“过人之处”。所以苏铁并不轻易开“花”,只有在适宜的环境中,尤其是气候足够温暖的时候,才可能向世人展示它们难得的姿彩。否则它们早就在寒冷的冰川时期销声匿迹了。在相对比较寒冷的地区,苏铁可能几十年才开一次“花”,甚至终生不开“花”。

被子植物

能够开出真正的花,这是被子植物的特点,也就是这个伟大的进步造就了今天被子植物在植物界的霸主地位。迄今为止,已经被人类鉴定的被子植物超过了27万种,占现存植物种类的一半以上,并且在多数地区的植被中拥有统治地位。

可惜的是,那些最早出现的被子植物却早已消失,我们对这样一类“王者植物”是如何出现并繁盛的过程不甚了解。揭开它们神秘面纱的线索,或许就隐藏在寻找早期花的研究中。

亘古羞涩第一花

千姿百态、风情万种的花朵,给多少人带来欢愉和遐想,又有多少人为之沉醉。可是,地球上的第一朵花究竟出现在何时何地?它长什么样子?探寻这个问题的答案恐怕不仅仅是为了满足我们的好奇心,更重要的是,它表明了被子植物的起源。

早在100多年前,达尔文就曾对这个问题产生了浓厚的兴趣,并进行了深入的研究。然而他却发现,在1亿年前的白垩纪,被子植物好像一夜之间就大量出现。难道它们真的是大自然的“神来之笔”绘就的惊世巨作?