无论身处的世界如何变化,自己绝不落伍
——平冢长次郎
“草类”比“树木”更年轻吗
或许会有很多人认为,比起那些构造简单、体形弱小的“草类”,形态复杂、枝繁叶茂的“树木”要进化得更为完美。但事实上并非如此。
的确,从进化的历史来看,最先出现在地表之上的是青苔一类的小型植物。但是在向蕨类植物进化的过程中,最先形成的是体形巨大的植物,它们构成了深邃广袤的森林。
另外,通常被我们称为“草类”的这一种草本植物,实际上是体形巨大的树木在新时代完成进化之后出现的形态。
尽管如此,那为什么体形巨大、笔直挺拔的树木会向体形弱小的草类进化呢?
在恐龙活跃的时代,不但气温较高,而且进行光合作用所必需的二氧化碳的浓度也很高。对于植物的成长而言,这是一个得天独厚的生存环境。为此,植物的生长能力旺盛,体形也就逐渐变得庞大起来。但是,不久这一时代便宣告终结了。
在此之前,存在于地球上的唯一大陆是一个整体,而进入这一时代后,地幔的剧烈运动开始导致整块大陆不断地分裂。分裂之后的大陆板块与板块之间互相碰撞,中间的挤压地带不断上升,从而形成了山脉。当肆意流动的风迎头撞向山脉之后会形成云,继而也就带来了雨。
如此,伴随着地壳的运动,气候开始发生变化且变得不稳定起来。
降落在山间的雨水汇集形成了河流,携带着泥沙向远处奔去,之后在下游地带逐渐堆积,形成了三角洲。人们普遍认为,“草类”所诞生的地域正是此类三角洲地区。
实际上,在新时代所诞生的“三角洲”地貌是极其不稳定的。毕竟我们无法预测在什么时候会突降大雨,引起滚滚洪水。刚刚泛滥的洪水才掠走了泥沙,转眼之间再次泛滥的洪水又将泥沙堆积起来。河水的流动就是如此的飘忽不定、心血来潮。
在这种环境之中,根本没有充足的时间来慢慢地长成参天大树。
在那里,只有那些能够在短时间内生根发芽、开花结果并延续后代的草类才能逐渐地繁盛起来。
信奉“大的即好的”这一理念的时代开始逐渐向“速度和变革”的时代过渡变化了。
进化得以实现的相关条件
作为一种具有划时代意义的进化产物,草类是如何实现这种进化的呢?
实际上,是某种具有划时代意义的创新之举在不停地推进着植物的进化。
那就是从裸子植物向被子植物的进化。
教科书中写着如下内容:“裸子植物的胚珠裸露在外,而被子植物的胚珠外有子房包被,没有裸露在外。”
因为裸子植物的胚珠裸露在外,所以在为其命名时采用了包含“裸”字的“裸子”一词。而被子植物的胚珠外有子房包被,所以在为其命名的时候采用了包含“被”字的“被子”一词。
或许大家当时在生物课上会产生这样的疑问:“胚珠的外面有没有子房包被真的那么重要吗?”
对于植物的进化而言,正是这种区别才称得上是一种创新之举。
胚珠是能够变成种子的重要结构。在胚珠里包含着雌性卵细胞。当花粉粒传送到雌蕊柱头上之后,花粉中的精子就会与胚珠中的卵细胞相结合,形成受精卵。这一过程也被称为“受精”。这样一来,一颗植物的种子就慢慢形成并逐渐发育起来(如图1-1所示)。
图1-1 裸子植物和被子植物的受精过程
对于植物而言,胚珠是种子的前身。既然如此,裸子植物为什么会把如此重要的胚珠暴露在外呢?
胚珠想要发育成为种子,就必须与花粉完成受精过程。此时,如果植物想要准确地捕捉到那些随风四处飘动的花粉,就必须将胚珠裸露在外。当然,植物并不会一直把发育成熟的卵细胞暴露在外界的空气之中。所以,裸子植物培育下一代的方式就是努力地接收花粉,并促使胚珠发育成熟。
这就像是某些经营鳗鱼生意的老字号商铺一样,只有在收到客人的订单之后才会宰杀鳗鱼。
因此,一颗花粉从历经千辛万苦到达胚珠再到完成受精需要数月甚至一年之久。
那么,作为“新秀”的被子植物又是如何呢?
因为被子植物的胚珠被子房牢牢地包裹着,所以它可以在植物体内这一安全的环境中完成受精。因此,在花粉到来之前,植物自身就将胚珠发育至成熟状态,做好了时刻迎接花粉的准备。
这就像是某些快餐店一样,在收到客人的订单之前就已经提前做好了餐食。
一旦有花粉飘落在雌蕊柱头之上,很快就开始进行受精了。因此,从花粉降落到雌蕊一直到完成受精的时间至多需要数日。速度较快的情况下,几个小时就可以完成受精。过去需要一年之久才能完成的受精过程,现在只需较短的时间就能实现。这是一种梦幻般的提速啊!
如此一来,被子植物就可以不断地产生种子,并在短时间内完成传宗接代。传宗接代的方式得以发展,就意味着植物的进化又向前推进了一步。
这种进化速度的提升促使植物界衍生出“草类”这一新的生存形态。
把恐龙逼到绝境的植物
在中生代行将结束时出现的三角龙等食草性恐龙为了能够像牛那般吃到生长在地面上的草而完成了某种进化。
那么,没有完成这种进化的食草性恐龙最终怎么样了呢?
自从被子植物在地球上取得支配地位之后,裸子植物就被迫迁移到高纬度的寒冷地带。普遍认为,那些以裸子植物为食物的恐龙也为此不得不迁徙到寒冷地区。
但是事情发展至此,并没有结束。
速度加快的植物进化并没有停止。被子植物在较短的周期内通过各种各样的努力不断地促使各种变化发生。
为了摆脱被恐龙食用的命运,某些植物的体内开始衍生出生物碱等具有毒性的化学物质。科学家研究发现,三角龙等一些为了食草而不得不完成进化的恐龙并不能够很好地适应植物体内所产生的化学毒素,因此,它们在食用了某些植物之后会出现消化不良,甚至死亡的状况。通过对白垩纪末期时代的恐龙化石进行观察,会发现它们的器官异常巨大,恐龙蛋的外壳也变得十分薄脆。这些现象作为深度生理性障碍的一种体现,不由得使我们联想到食物中毒。另外,在白垩纪晚期,以三角龙为代表的“角龙”这一群体的其他伙伴正在逐步地减少。
虽然大多数人认为恐龙灭绝的原因与小行星的撞击有关。但是,另一部分原因是伴随着植物进化速度的提升,不能顺应时代变化的恐龙逐渐被逼上绝境,直至走上了灭亡的道路。
越来越大的变化持续发生
为了应对环境的变化,植物进化出了“草类”这一新的生存形态。
此后,地球迎来了冰河期,环境继续发生着变化。
冰河侵蚀着大地,使地形也发生了变化。当冰河融化之后,大河在陆地上肆意地泛滥,为了适应冰河附近变化较大的环境,某些植物不得不完成某种进化。而这些植物可以称得上是“杂草的祖先”。
“杂草的祖先”是为了适应冰河所创造的特殊环境,而完成某种进化的特殊植物。
后来,在地球上发生了引起环境出现更大变化的事件。在地球的历史长河中,一种新的生物诞生了。这种生物一直在不断地改变着地球的环境。
这种生物就是人类。
人类开垦林地,建造村落,耕耘大地,经营农田。在此前的自然环境中绝对不会发生的种种不可预测的变化此时却在频繁地发生。变化之大与变化之剧烈前所未有。
能够适应这种极为特殊的环境变化的,就是被我们称为“杂草”的这一类植物群。
所以这些毫不起眼的杂草,绝不是漫无目的地生活着。
杂草是适应了这种由人类所创造出来的“不可预测的变化”,并完成了某种特殊进化的植物。
没有战略就不会成功
终于,本书的主人公——“杂草”要登场了。
但是在讲述“杂草的生存战略”之前,我们首先要对以下两个问题进行简要的阐述。一是能够使生物在自然界中获得一席之地的“生物基本生存战略”,另一个则是“组成植物生存战略的基本要素”。
或许会有人好奇,明明在讲“杂草”和“植物”的内容,为什么要被套上“战略”这样的大帽子?是不是显得有些夸张呢?其实并非如此。
自然界本身就是一个竞争激烈的世界。
激烈的生存之争在不停地重复。如果它们不能够从中获胜,那么就不能在自然界中获得一席之地。这是一个竞争多么激烈的环境呀!
在这里,可能每天都上演着比人类世界要严峻许多的生存竞争。
各种各样的生物从数亿年前就开始了这种残酷的竞争。
现在我们随处可见的种种生物都是在这种竞争之中披荆斩棘并一直获胜至今的“胜利者”。所以,在这些生物身上一定存在着某些生存的战略。
在这些战略之中,杂草的生存战略无疑占据了一席之地。
那么,让我们首先从“生物的基本生存战略”出发来逐步展开我们的话题吧!
图1-2 车前草