植物的战斗
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泛植物不会动的生存优势

想要愉快地谈论植物,我们就不得不面对一个很刁钻的问题:植物为什么就不会动呢?我记得我很小的时候,就问过喜欢养花的奶奶。对此,奶奶的回答是:它们天生就这样。

天生的。这似乎是一个无可辩驳的理由。假如你了解进化论的一些基本知识,你一定知道,地球生命的演化经历了由水生到陆生、由简单到复杂的过程。这个演化的过程因写进教科书而广为人知。于是,很多人都误以为,植物不会运动是因为它们是古老的生命形式,没有演化出更复杂的肌肉和神经系统。人们认为,植物不运动,是因为它们还没有学会运动。如果你也是这么看待植物运动问题的,那我可以告诉你,这个观点是错误的。

其实,演化论真正告诉我们的是:一个物种如果天生就是这样,那么就意味着,它一定因为现在的样子而获得了某种生存上的优势。

不知道你有没有思考过,植物这种扎根土壤、不会运动的生命,它们能够在地球上诞生,是一种偶然还是必然?如果你抱着会动的动物比不会动的植物更高级的思想,那一定会觉得植物的存在是必然的,觉得植物就是食物链最底层的生产者,它们天生就应该被动物吃掉。然而,事实并非如此。在生命诞生之初,比植物更古老的单细胞生物都浑身长着鞭毛,它们四处游动,寻找食物,感受刺激,趋利避害。它们可比植物古老得多。

很显然,植物之所以不会移动,并非因为低等,更不是天生如此。可以用一种拟人化的方式来理解植物的行为——在面临生存压力的时候,植物主动地选择了静止不动。静止不动,这是身为万物之灵的人类觉得相当愚蠢的选择。但是,幸运的是,植物们选对了。这个选择不仅让植物变得异常繁盛,更支撑了整个生物圈。人类之所以能够存在,也要仰赖植物最初的选择。

在严谨的生物学分类里,很多你觉得明摆着就是植物的物种,其实并不是植物。比如,2005年的时候,生物学分类里就新增了一个大类,叫作囊泡藻界。我们非常熟悉的海带,作为一种褐藻,就被重新分配到囊泡藻界里面去了。在我上学的时候,海带确确实实就是植物界的成员,但今天看到本书的小学生,未来再上植物学课程的时候,老师可能就会告诉你,海带并不是植物。

另外,你应该知道,蘑菇以前叫作菌类植物,现在我们把蘑菇直接叫作真菌。蘑菇也不是植物。

我还能为你举出更多看起来像植物却不是植物的例子,而且有些例子比海带和蘑菇更夸张。比如海葵和珊瑚,它们不仅不是植物,还是传统意义上的动物,但是它们却选择把自己固着在海底。到底是什么样的进化优势,让这些动物放弃运动而选择类似植物的生活方式呢?

现在,越来越多的生物学家开始关注这些现象,他们不再满足于把一个个具体的问题研究和解释清楚,他们开始更多地从环境和演化的视角来看待这些问题。为了更好地研究这些生命,生物学家发明了一个新词,叫作泛植物。这个概念突破了植物学的边界,所有像植物一样生存的生命都是泛植物的研究对象。这里面既包括海带、地衣、蘑菇这样的藻类和菌类,也包括所有最后选择了静止不动的生命。

通过研究这些选择了一动不动的生命,生物学家获得了一些全新的认识。原来,这类生命在能量获取效率上,竟然比其他会动的生命更厉害。

比如一只老虎,它在几维空间中获取能量呢?你肯定会说,那还用问,当然是三维咯。我想说的是,老虎虽然可以爬山、可以下河,但本质上是在一条贴着地面的行进路线上获取食物的。所以,老虎获取能量的空间是一条曲线,它的捕食路线其实是一维的。

我们再看看,一只燕子的能量获取空间是几维的呢?燕子不像老虎一样,非要贴着地面移动不可。燕子可以一边飞行一边捕食,它如果看见一只飞虫,就能直接飞过去。燕子的捕食路线不受地形的影响,所以,燕子的能量获取效率更高,它的捕食路线可以看作二维的。

那我们再来看看,一棵不会动的大树,它的能量获取空间是怎样的。大树的根系深深地扎入土壤,枝干高高地举向天空。它们的每一片叶子都能接受到实实在在的阳光,每一条根系都能吸收到真真正正的养分。所以,大树获取能量的效率比老虎和燕子都高,大树获取能量的空间是三维的。

生命需要获取能量才能维持。大树虽然不会移动,但它获取能量的方式却比老虎和燕子更高级,获取同样的能量,大树付出的代价肯定是最小的。一棵大榕树的投影面积常常可以达到上万平方米,它占据的生存空间能达到几十万立方米。无数会跑会跳的小动物会以大榕树为家,它们之中的大部分,一辈子都没有离开过大榕树的怀抱。

如果我们也能像植物一样只需衣来伸手、饭来张口就能活得不错,又何必四处奔忙呢?移动本身并不是生存优势,移动是动物不得已而为之的无奈之举。植物放弃了移动,却在获取能量的方式上比动物更先进。在争夺生存空间这件事情上,植物对于动物,完全是碾轧式的降维打击。我们从经验上无法理解植物为什么不会动,但几何学给了我们圆满的解释。

对于动物来说,没有植物就没法生存。但对于植物来说,它们适应环境,改造环境,甚至当它们放弃运动、把根系深深地扎入土壤的时候,它们就已经成了环境本身。

在这本讲植物学的专辑里,我会经常使用“创业者”这个类比来描述所有具有植物特征的生物。创业者这个类比最有意思的地方,就是能生动地表达出植物在改变大环境时表现出的主动性。当然,植物不会像真正的创业者那样,有着对市场的思考和改变世界的主观意识。但是,植物们的行为,像极了积极试错的创业者们。它们不断发生着变异,生产出各种各样不同的产品,只要某件产品获得了哪怕一点点的小优势,这些变异基因都能迅速扩散开来。

在这本书中,我会给你讲一些古老的故事,也会给你讲科学家对这些古老故事的最新认知。这里有很多可以当作谈资的植物学冷知识,不过我并不倾向于向你兜售这些知识,我会更倾向于向你解释,这些植物到底经历了什么,才让它们产生了这样奇特的变化。植物的经历当中,隐藏着很多关于生存和竞争的深刻思想。这些思想,绝对值得每一个人深入了解。