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影响世界的中国植物
2019-11-29 16:23:17杭州网

《影响世界的中国植物》 作者 《影响世界的中国植物》主创团队 四川科学技术出版社 2019年11月

水母雪兔子

塔黄

在流石滩上,植物间彼此远离,它们以遗世独立的姿态,塑造着中国海拔最高的植物花园

青藏高原东南缘的横断山脉,平均海拔在4000米以上,这里有一种特殊的地貌——流石滩。它形成于千万年来强烈的寒冻风化,岩石不断崩裂成碎石,滑落、堆积在山脊上,形成了流石滩。看起来一片荒凉的流石滩,却隐藏着生命的奇迹——植物扎根在碎石深处的稀薄土壤里,从石缝中生长出来。

在流石滩上,植物间彼此远离,它们以遗世独立的姿态,塑造着中国海拔最高的植物花园。这片位于高山草甸和冰川之间的灰色地带,是生存条件最为恶劣的生态系统之一。

一生只有一次开花的机会

水母雪兔子是分布海拔最高的开花植物之一。它们用矮小的身体,走到了其他植物不曾到达的高度。

冰雨从天而降。有厚厚的棉毛覆盖,这让水母雪兔子有了保暖的外衣。这种棉毛结构,是雪兔子家族共同的特征,不仅可以防寒,还可以抵御过多的雨水。

当积云被风吹散,这片流石滩迎来了一个晴天。温度回升,花朵的机会来了。

我们在流石滩上探访到一株水母雪兔子的近亲——同为菊科风毛菊属的苞叶雪莲。它为自己的花设计了一个温室,用半透明的苞片保温,加速花的发育。温室也为传粉者做好了一切准备。苞片里温暖、无风,让熊蜂感到非常舒适,于是让它成了造访苞叶雪莲的常客。

青藏高原严酷的环境,限制了传粉昆虫的多样性,熊蜂几乎成为这里最主要的传粉者。开花的季节很快就会结束。在植物分散生长的流石滩上,熊蜂要尽快找到特定物种的花朵,完成彼此间的合作。

以传粉为交换条件,熊蜂如愿以偿地获取了美食,苞叶雪莲的繁衍任务也完成了一半。

对于流石滩上的植物来说,时间同样宝贵。

雪兔子一生只有一次开花的机会。为了积蓄开花的力量,它们要在碎石下蛰伏长达数年,一旦开花,便进入了生命倒计时。这是一场生命的冒险之旅。随着气温持续下降,寒流就要来了。雪兔子裹着棉毛外衣,用最后的生命能量呵护着种子的成长。

在高原的流石滩上,只有极少数的物种能经受住考验,在海拔4000米以上接近雪线的地方生存下来。为了适应环境,它们大多具备抗寒、抗紫外线的能力。这些独特的生存本领,让它们成为离天空最近的植物。

等到了秋季,青藏高原高山的色彩会更加丰富。高原牧场的动物们将离开这里,它们要躲避严寒,往更温暖的低海拔地带迁徙。

流石滩迎来第一场雪,大地再一次进入漫长的霜冻期。而这些离天空最近的植物,已经把它们的种子播撒在这片广阔天地之中,等待着下一轮生命的冒险之旅。

青藏高原上并不都是高寒地带,还有另一个完全不同的世界。这让那些畏惧寒冷,需要足够热量才能生存的植物物种,依然可以在青藏高原找到立足之地。海拔只有几百米的喜马拉雅山脚下,是印度洋暖湿气流进入高原的第一站。在这里,植物们享受着充足的水分和热量,拥有和高海拔植物截然不同的特性。

青藏高原是一个垂直分布的植物王国,海拔由低到高,植物由多到少,从喜热到耐寒。在这里,植物的多样性得到最极致的体现。

生存艰难的塔黄

青藏高原东南部,海拔4000多米的横断山脉流石滩,在强紫外线、严寒、狂风等严酷环境的摧残下,植物几乎趋于绝迹。

而塔黄,这种青藏高原特有的珍稀药用植物,似乎在挑战自然法则。为了避免与其他植物竞争,它选择离开草甸,到更加严酷的流石滩上生活。这是高山草甸和雪线之间的一片近乎荒芜的地带。开花之前,塔黄是朴素的,很多年都保持着一副低调的模样,实际上它一直在为繁盛的那一刻默默准备着。

贫瘠的土地上,需要更多的积累,才足以支撑花期的消耗。而积累的时间也许是10年,也许是40年,也许要持续到45年。

塔黄一生只有一次开花的机会,然后便会死去。它要把握好时机。当感知到气候较为合适时,它才会放手一搏。决定开花的塔黄,在夏初的数十天内,迅速长出1.5米-2米的巨型花序。花序外面裹着层层叠叠的黄色苞片,下部是莲座样的叶子,远远望去,像一座金黄色的宝塔,坐落在荒凉的流石滩上。塔黄的名字也由此而来。

塔黄的传粉短暂而且困难。

在高原的极端环境下,能够帮忙传粉的昆虫是抢手资源。塔黄选择和一种迟眼蕈蚊属的昆虫合作。这个组合拯救了高山上两个物种的命运。为了邀请这位合作伙伴,塔黄使出了浑身解数。

首先,塔黄的花朵会散发出一种特殊的气味,引导迟眼蕈蚊们。它们在塔黄的苞片上互相熟悉,寻找心仪的另一半,完成交配。

塔黄不仅让迟眼蕈蚊找到了爱情,还用身体为它们搭建了一个家。荒凉的流石滩让雌性迟眼蕈蚊无法产卵,塔黄的苞片成了它们目之所及最温暖的育儿室。雌性迟眼蕈蚊钻进苞片,将卵产在塔黄花朵的子房内。

这正是塔黄期待的结果。因为雌性迟眼蕈蚊在苞片内寻找产卵地的过程中,它们身体沾上的花粉也传给了柱头,帮助塔黄完成了传粉。

塔黄的苞片由叶片退化而成,由于叶绿素显著减少,所以无法给塔黄的生长提供养分。但是它在庇护合作伙伴的同时,也起到了保护种子的作用。

为了未来继续有迟眼蕈蚊为其他同伴传粉,塔黄不惜贡献出自己的一部分种子给迟眼蕈蚊的幼虫,让它们在刚孵化出来的时候可以依靠种子为生。

当迟眼蕈蚊幼虫发育完成时,塔黄的种子也已经成熟,塔黄的生命接近尾声。高原的寒冬即将到来,幼虫感受到枯黄的叶子再也无法保护它,便钻进石缝寻找新的庇护,以度过漫长的冬天,等待明年花开时再与塔黄相聚。

塔黄与迟眼蕈蚊,陪伴了彼此生命的整个历程。巨大的花序使塔黄成为这里最高的植物,花序耗尽了自己一生积累的养分,但却是值得的。它为塔黄回报了7000-16000粒种子,虽然其中大约三分之一要用来和迟眼蕈蚊幼虫分享,但更多的种子则承载着物种的希望,随风散落。

依靠这种互利共生的关系,塔黄在极端环境中顽强生存,并且世世代代繁衍下来。后来,藏族人发现了它可以治病的秘密,并将它写入《晶珠本草》。

今天的青藏高原上,已经很难找到塔黄雄壮的身影。人类至今都无法人工种植包括塔黄在内的一众本草,人类的采集导致它们的生存状况更加糟糕。正是这样,许多本草的命运受到了人类一次又一次的考验。

桑树隐藏着多少秘密

有一种叶子,它拥有强大的蛋白质生产能力,这是福也是祸。

有一种昆虫发现了这种叶子的秘密,从此把它作为主要食物,享用它含量丰富的蛋白质和其他营养物质。慢慢地,这种昆虫不再以其他食物为“主食”,而它自己也变成了蛋白质的储藏者。这是昆虫的秘密。当叶子和昆虫的秘密被人类发现,三者随即上演了一场互相依存、互相博弈的生命大戏。这场戏,上演了5000多年,如今还在继续。在这场生命大戏里,作为主角之一的叶子生长在一种树上。

这种树,叫桑树。隐藏在它身上的秘密,还要从青藏高原说起。

纯净但氧气稀薄的天空,在巍峨但又冰冷的雪山下,是一片对生命极为严苛的土地。发源于青藏高原的雅鲁藏布江,携带着冰川雪水奔涌而来,滋养了河流两岸的生命。在约1亿年前,这里正是桑树的诞生地之一。直到今天,仍然有许多野生桑树生活在这里。这里是桑树的故乡。

南迦巴瓦峰下,一棵大树静静伫立。它已经在高原上度过了1600多个春秋,是地球上现存最古老的桑树。当地人把它称作“桑树王”。

在距离“桑树王”不远的地方,一株刚刚出生的桑芽,即将迎来生命中的第一个春天。高原的春天异常短暂,它必须尽快长大,以应对即将到来的生存压力。春风拂过,气温快速上升。深埋地下的树根,敏锐地捕捉到温度的变化。生命通道迅速打开,源源不断的水分从根部被输送到树冠。一场“阳光追逐赛”拉开帷幕。为了捕捉阳光,所有桑叶都奋力生长。快速生长,消耗大量的养分,储存了一个冬季的养分急剧减少,它急需合成足够多的蛋白质来满足生长发育的需求。

蛋白质是构成生命的基础物质之一,包括人和动物在内,生命成长的所有过程都需要它的参与。位于桑树根部的“指挥中心”,将土壤中吸收的氮元素输送到叶片,在阳光和水分的共同参与下,快速合成蛋白质。成千上万片桑叶参与其中,源源不断地生产出蛋白质。

叶片中“老化”的蛋白质也不会被白白浪费,它们被降解为组成蛋白质的基本单位——氨基酸,被输送到新叶等代谢旺盛的部位,用来合成新的蛋白质。

桑树为什么拥有如此强大的蛋白质生产能力,至今是个谜。借助科研设备,我们试图破解桑树家族的秘密。

仔细观察它的叶片,我们发现这是桑树捕捉阳光的重要器官。通过光合作用,桑树获得满满的能量。同时我们还发现,仅仅在桑叶中,就有2000多种蛋白质。桑树基因的破解,让我们有了重大发现。在过去的1亿年间,桑树基因的演化速度是同类植物的3倍,因此它们拥有强大的生存能力。

来源:杭州日报    作者:图根    编辑:钟一鸣    责任编辑:方志华
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