在發(fā)表了《物種起源》以后，達爾文將他晚年的大部分時間都投入到對植物的觀察和研究之中，出版了一系列科學(xué)著作，使之成為自然選擇進化論的論據(jù)和補充說明。正如王康所言，了解植物正是了解人類自己，人類作為地球上的一種生物，和植物的生長息息相關(guān)。
撰文 | 何安安
今年是查爾斯·羅伯特·達爾文（Charles Robert Darwin）誕辰210周年，同時也是他的《物種起源》出版160周年。一直以來，人們對達爾文的印象都停留在他最為著名的自然選擇進化理論，卻鮮少將他與植物聯(lián)系在一起。
從劍橋大學(xué)畢業(yè)以后，達爾文曾經(jīng)以“博物學(xué)家”的身份乘坐“小獵犬號”( the Beagle)環(huán)球旅行。在這次航行中，達爾文隨身帶了幾只鳥，而為了喂養(yǎng)這些鳥，達爾文又在船艙中種了一種叫草蘆的草。這次航行的結(jié)果改變了達爾文的生活，讓他立志成為一個促進進化論的嚴肅科學(xué)家。但同樣是這次航行，讓他注意到植物的向光性，由此促成了他晚年在創(chuàng)建進化論以后一系列研究向光性問題的實驗。
事實上，在推出《物種起源》以后，已經(jīng)上了年紀的達爾文還至少有二十多年的職業(yè)生涯，而他將自己的主要經(jīng)歷都花在了植物學(xué)的研究之上，寫下了《攀援植物的運動和習(xí)性》、《食蟲植物》、《蘭科植物的受精》、《植物的運動本領(lǐng)》、《同種植物的不同花型》、《植物界異花受精和自花受精》等一系列著作。
達爾文本人認為，他“一生中主要的樂趣和唯一的事業(yè)”正是他的科學(xué)著作。自1842年起，達爾文搬到倫敦東南肯特郡鄉(xiāng)村的一處安靜的住所，他在那里生活了四十年，搭建溫室花房，種植并研究食蟲植物、攀援植物、蘭科植物等，并樂此不疲。正如他所言：“我認為在我的科學(xué)生命中，沒有什么比弄清楚這些植物的結(jié)構(gòu)的意義更讓我感到滿足了。”
達爾文位于肯特郡鄉(xiāng)村的唐恩宅（DownHouse）
人們往往習(xí)慣用動物舉例來理解進化論，站在植物的角度，我們該如何了解生物的進化？生活當中，我們每天都要吃植物，喝植物，對植物的了解又有多少？人類在馴化植物的過程中，究竟是讓植物進化了還是退化了？近日，北京植物園科普中心主任王康做客北大博雅講壇，就“生活中的進化論——植物的智慧，達爾文的思想”這一主題展開，探討了日常生活中與我們息息相關(guān)的植物，以及植物的自然選擇進化論。
近日，王康做客北大博雅講壇，
講述“生活中的進化論——植物的智慧，達爾文的思想”
安也攝于彼岸書店
生活當中，我們每天要食用植物，比如我們每天都要吃糧食。但是作為糧食的水稻從哪兒來？人類從什么時候開始培育水稻？我們吃掉的水果，是不是給人類吃的？植物傳播種子和花粉，和人類有哪些關(guān)系？為什么植物會長成這些樣子？人類在馴化植物的過程中，究竟是讓植物進化了還是退化了？
王康從日常生活中常見的植物講起，他提到人類培養(yǎng)了許多植物，為了食用，人類馴化改變了植物，但在每天食用植物的同時，人類是否會被植物所改變呢？“人類是全身心依賴植物的。”王康表示，即便人類只食用肉類，和植物的關(guān)系依然密切。受到人類活動的頻繁影響，我們依賴的植物，很有可能會給我們帶來災(zāi)難。從這一點來講，了解植物正是了解人類自己，人類作為地球上的一種生物，和植物的生長息息相關(guān)。
哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸對我們今天的食用植物影響巨大，我們現(xiàn)在常見的辣椒、番茄、土豆、紅薯、向日葵等植物都來自于遙遠的美洲。王康用這樣的案例告訴大家，我們對自己每天看到，每天吃到，甚至每天摸到的植物并沒有那么了解，比如很多人都會唱《魯冰花》，卻不知道魯冰花也叫羽扇豆，是一種距離我們生活非常近的植物。
王康說，目前真正和人類相關(guān)的高等植物在全球范圍大約有三十多萬種，其中中國有三萬多種，但我們依然不了解植物。在人類歷史上，植物的起源曾經(jīng)困擾了人類幾千年，因此形成了不同的教派，甚至發(fā)生了一些殘忍的事情。在早期學(xué)說中，創(chuàng)造論成為主導(dǎo)，這其中有一次創(chuàng)造論和連續(xù)創(chuàng)造論，比如《圣經(jīng)》之中提到上帝第三天創(chuàng)造了植物，第六天創(chuàng)造了人類。英國牛津大學(xué)的一位副校長兼牧師約翰·萊特福特，還根據(jù)舊約記載推測出上帝創(chuàng)造地球和造人的準確時間，是公元前3929年。
但達爾文的出現(xiàn)，推翻了這一切。達爾文最為著名的一本書就是《物種起源》，這之后他還撰寫了許多科學(xué)論著進行補充和說明，由他提出的進化論觀點與當時的教會產(chǎn)生了激烈沖突，幸運的是達爾文并沒有因此受到人身攻擊，并且能夠完成自己的著作。這些著作奠定了一門學(xué)科的開始，就是生物進化學(xué)，直到今天，依然有許多植物學(xué)家、動物學(xué)家或者生物學(xué)家在做這方面的工作。
查爾斯·羅伯特·達爾文（CharlesRobert Darwin）
達爾文出版了一系列和植物有關(guān)的書，這些書都成為了《物種起源》的補充論據(jù)，書中的許多實驗在今天依然非常經(jīng)典，“在那個時代，達爾文用非常簡單的設(shè)備或者非常簡單的推理過程，試驗出很多有意思的理論。”王康提到，在《植物的運動本領(lǐng)》一書中，講到達爾文在植物上做標記，然后每天觀察，并在玻璃板上描繪點和曲線以形成植物的運動軌跡，從中揭示了許多有意思的現(xiàn)象，比如植物的根為什么向地？枝條為什么向上？攀援植物為什么碰到物體會主動纏繞，這些過程究竟發(fā)生了什么現(xiàn)象？這其中最為經(jīng)典的就是向日葵轉(zhuǎn)頭的問題。而在《蘭科植物的受精》一書中，可以了解到蘭花的狡猾。
由北京大學(xué)出版社出版的達爾文系列科學(xué)著作（部分）
我們國家在世界園林植物方面貢獻巨大
自然選擇主導(dǎo)著進化的方向，隔離是物種形成的必要條件，在自然進化的過程中，最為重要的就是必須有物質(zhì)基礎(chǔ)，這個基礎(chǔ)來自于生物本身基因突變、重組和染色體變異，而這種突變是時時刻刻都在發(fā)生的。這正是王康講到的達爾文進化思想中的三個重要條件。需要強調(diào)的是，這種進化并非創(chuàng)新，而更多的是更新，是不停地修修補補，甚至在進化的過程中，可能會出現(xiàn)停滯、迂回或者倒退，“世界上被停下來的進化非常多，讓我們?nèi)祟惛械诫y以解釋。其實創(chuàng)新不一定是好事，對于植物、動物來說更是如此。”
在自然進化的過程中，基因突變是一個無處不在的過程，并且時時刻刻都在發(fā)生。在變異發(fā)生的過程中，會因為時間經(jīng)由自然對它進行選擇，當基因變異適應(yīng)這種選擇的時候，就會被放大和保留下來，而這正是達爾文自然選擇進化理論的體現(xiàn)。王康表示，隔離讓我們的方言之間產(chǎn)生了巨大差異，同樣因為板塊運動帶來的地貌上的隔離，使我們國家變?yōu)槭澜鐖@林之母，在世界園林植物方面貢獻巨大，“在被隔離過程當中產(chǎn)生了很多物種。以杜鵑花為例，目前中國有近六十個品種。”在十七世紀至十九世紀，西方的植物獵人（到處尋找珍稀植物，將珍稀植物引嫁到異域他鄉(xiāng)，促成植物的變遷的探險者）來到中國采集植物，這些植物被搬運到西方以后，形成了巨大的園藝產(chǎn)業(yè)。
被稱為“杜鵑花之王”的植物獵人喬治·福雷斯特
在植物進化的過程中，溫度和光照都是極為重要的條件。雪蓮是武俠小說《雪山飛狐》被提及的非常有名的高原植物，除此之外，還有雪兔子，這些植物生活在海拔4200米到5000米的高度，為了適應(yīng)高原地區(qū)，它們的葉片變成透明狀，可以形成溫室狀態(tài)，給昆蟲提供了場所，以便昆蟲可以協(xié)助它們完成一個極為重要的過程——傳粉，而這正是在進化過程中形成的互惠互利。
雪蓮，為菊科、風毛菊屬多年生草本
生長于高山雪線附近的巖縫、石壁和冰磺礫石灘中
仙人掌為什么要長刺？在1960年版的《十萬個為什么》中，給出的解釋是為了適應(yīng)干旱，需要把身上的葉片變成刺，這樣可以減少水分蒸發(fā)。這個答案一直被抄襲使用到今天，問題還是沒能得到很好的解釋。王康說，把這個問題放在自然選擇進化的角度就會迎刃而解：在沙漠中，動物會選擇吃掉那些不帶刺的仙人掌，等到不帶刺的仙人掌經(jīng)過自然選擇消亡以后，又開始吃掉刺少的仙人掌。因為刺少的會被淘汰，經(jīng)過一次次的自然選擇，生存下來的仙人掌就有很多刺。可見刺的多少與動物的采食有很大關(guān)系。而在高海拔地區(qū)，因為動物很少，仙人掌的刺沒有那么重要，比如來自玻利維亞很多高原地區(qū)的仙人掌，它的毛就很多。王蓮的進化也是如此，為了獲得更多的陽光，王蓮的葉片越來越大，但葉片的長大會讓它成為魚的食物，當魚給它的壓力變大以后，王蓮葉片的背面長滿了刺。
植物的消退狀況比動物更加嚴峻
在自然界中，植物和動物之間還有更加劇烈的沖突，一個特別典型的例子就是智利南洋杉。王康談到科普書上經(jīng)常將蕨類植物和恐龍聯(lián)系在一起，說蕨類植物是恐龍的食物。但現(xiàn)代化石證據(jù)卻顯示，南洋杉植物和很多裸子植物才是重要的恐龍食物。恐龍的食量很大，給南洋杉帶來了巨大的壓力，因此南洋杉的反彈也更加劇烈，被迫全身上下都長滿了刺，葉片也極為堅硬。“西方人在第一次發(fā)現(xiàn)它的時候，給它起名叫‘猴迷樹’，因為猴子站在它下面也會一籌莫展，猴子也爬不上去，它渾身都是刺。”王康說這正是植物中非常典型的應(yīng)對自然選擇的一種做法，依靠“自身武裝”。
智利南洋杉曾經(jīng)是恐龍的食物
長頸鹿脖子的變長過程是動物學(xué)家經(jīng)常引用的案例，但其實站在植物學(xué)的角度，這同樣是植物界當中的典型案例。因為長頸鹿這樣動物的啃咬，駝刺合歡不僅長出刺來，在遭受啃咬時，植物身上還會產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，葉片會分泌出苦澀的單寧，長頸鹿越吃越苦，不得不吃幾口就換一棵樹吃。顯然，這正是生物界當中，動植物互相產(chǎn)生壓力，進而產(chǎn)生的變化。
如果閱讀達爾文的著作，不難發(fā)現(xiàn)，進化論當中其實不光有動物和植物之間，植物和植物之間的爾虞我詐，也有很友好的友誼關(guān)系，比如蜜蜂幫助植物傳粉，鳥類幫助植物傳播種子等。王康特別強調(diào)，雖然說自然選擇控制了植物進化的方向，但如果放在整個地球?qū)用妫鋵嵤菦]有方向的，不管如何進化，都必須要適應(yīng)環(huán)境，也就是說，這種進化的方向是受大陸板塊運動控制的，而隔離是形成物種多樣性的基礎(chǔ)。
達爾文發(fā)表的《物種起源》
達爾文解釋了地球上會有如此之多的植物和動物存在的原因，這一切跟進化以及生物的多樣性有著重要關(guān)系。但隨著人類人口的不斷擴張，生活范圍的不斷加大，人類對自然界的侵擾也更加劇烈，以至于很多物種都在迅速消退。很多人已經(jīng)意識到動物的消退已經(jīng)到了迫不得已的時刻，但事實上，植物的消退狀況比動物更加嚴峻。據(jù)國際自然和自然資源保護同盟所屬保護監(jiān)測中心估計，全世界有50000至60000種植物受到不同程度威脅，即約每五種植物中就有一種植物的生存遭受威脅。而在我國，至少有3000多種處于受威脅或瀕臨滅絕的境地。
“植物園是植物的諾亞方舟。保護植物有很重要的意義，為什么我們要保護植物？因為植物與我們的生存有很大關(guān)系，因為我們不斷發(fā)現(xiàn)植物對人類的作用越來越大。”但植物的迅速消退依然難以遏制，以野生狀態(tài)只剩下五棵的百山祖冷杉為例，王康坦言盡管科學(xué)家運用了各種各樣的方式進行繁殖和保護，但這種植物已經(jīng)很難恢復(fù)到以前的狀態(tài)，“如果你不成為植物工作者的話，有很多植物你再也看不到它了。”
目前百山祖冷杉在自然分布區(qū)僅存林木五株
其中一株衰弱，一株生長不良
作者 | 何安安
編輯 | 崔健豪
校對 | 薛京寧
