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  • 1 # 張文信

    在生物界,動物吃植物不是新聞,植物吃動物才是新聞。

    1860年,達爾文和妻子艾瑪前往唐莊(即達爾文居住地Downe)南郊的灰毛林,去尋找沼澤蘭花,卻意外地發現了茅膏菜。蘭花靠昆蟲傳粉,而茅膏菜卻以昆蟲為食!茅膏菜生有肉乎乎、毛茸茸的葉子(直徑約一釐米),是一種食蟲植物。茅膏菜葉子在獵物觸碰的刺激下,能把蒼蠅和蜘蛛等捲進去,並分泌出黏液將其消化掉,宛若食蟲動物一樣。他對茅膏菜葉子具有如此靈敏的捕蟲機制,充滿了好奇,便在自家溫室裡培植了茅膏菜,並花了很多時間認真觀察和進行實驗。比如,他把各種物件放到葉片上,觀察它用黏乎乎的腺毛把物件包裹起來。他還用生肉、蛋黃、駝毛刷、氯仿等去刺激茅膏菜葉片。他是如此投入,以至於艾瑪感慨地說:“現在他把茅膏菜當成了活生生的動物,我猜想他大概想證明它就是一種動物吧!”

    更令達爾文驚奇不已的是,儘管茅膏菜葉片在一根毛髮的觸碰下,就能產生反應,卻對高處落下的水滴無動於衷。他認為,這應是一種適應性行為;若對雨水這類“假警報”也作出反應的話,那就等於做了無用功、浪費了能量,顯然是一件得不償失的事。

    達爾文的走火入魔險些把他引入了研究的歧途,他竟然試圖找出茅膏菜的“神經”——看來真被艾瑪不幸言中。他誤以為茅膏菜的“神經”是伴隨著維管束分佈的,便做了如下實驗:他用十分鋒利的小柳葉刀片,將葉片半邊的維管束切斷,當他試圖刺激葉片的另一半時,果然只有這一半未受損的葉片有反應,而維管束被切斷的另外半邊葉片卻沒有任何反應。因此,他相信這就像把青蛙的脊髓從中間分離開一樣!

    當然,直到100多年之後,由於有了高科技手段,科學家才發現其中的奧秘。原來當昆蟲觸動葉面時,會產生一種電荷,而這種電荷在葉面組織內聚集,並沿葉面內部充滿液體的導管(即維管束)向下傳導,使細胞膜上的小孔張開,液體從葉內面的細胞流至葉外面,從而開啟葉面的閉合機制,以捕捉昆蟲。其實植物並沒有神經,食蟲植物可算是一種“電動植物”。達爾文若地下有知,該會多麼興奮啊!

    除了茅膏菜之外,達爾文還研究了食蟲植物中其他一些物種(比如捕蠅草、圓葉毛氈苔等),於1875年寫成了《食蟲植物》一書。他對捕蠅草迅速精準的反應以及強有力的葉面關閉功能擊掌叫絕,稱之為“世界上最奇妙的植物之一”。

    讀到此處,也許讀者會問:植物不都是自養生物、靠光合作用自己製造食物嗎?為什麼食蟲植物要吃蟲子、這不是“狗咬耗子多管閒事”嗎?自然,跟其他植物一樣,食蟲植物也透過光合作用合成糖和碳水化合物。然而,食蟲植物大多生活在貧瘠的沼澤地區,土壤中含氮和含磷量極低。它們不能像一般植物一樣從土壤中獲取自身所需要的其他營養成分(尤其是氮素和磷素)。此外,食蟲植物的根系都不發達,許多種類甚至壓根兒就沒有根。適應演化的結果,使它們“另闢蹊徑”。因此,透過吃蟲子來獲取氮素和磷素,便成為順理成章的事。如此一來,“堤內損失堤外補”,食蟲植物不再依靠土壤獲取氮、磷素等營養物質,而直接從動物身上索取。這就是自然選擇的無窮威力之所在!

    目前,已知食蟲植物有近600種,它們千姿百態、各具嫵媚,但它們有一個共同點,即誘捕昆蟲,並從中汲取養分。食蟲植物在長期演化過程中,多生活在酸性泥炭地、沼澤地、沙灘、巖坡等其它植物不易生存的環境,使其成為自己專屬的生態境,而不與其他型別植物競爭。它們器官的高度特化,則反映了生物對環境極度完美的適應性。

    雖說達爾文的科學研究是“興趣驅動型”的,但他的每一項研究都並非無的放矢。他終其一生都在竭力向人們展示生物多樣性的“美”以及自然選擇理論的“真”,他是把科學當作藝術一般追求的。他所記錄的食蟲植物,展示了地球上“無數最美麗和最奇妙生命型別”中最為神奇的一支,而食蟲植物各自奇特的捕蟲機制與對環境的適應,則生動地表明瞭生物演化“已經並正在進行之中”。這一情景是多麼“壯麗恢弘”啊!

    對於達爾文在植物學方面的研究,與他同時代的偉大的美國植物學家格雷曾給予如下評價:達爾文這些研究是自林奈以來,憑一人之力對植物學作出的最傑出貢獻。對此,無論怎麼讚美也不為過。一個人只要有這些貢獻,就足以在科學史上名垂千古了,然而,達爾文先生的貢獻則遠遠不止這些。走筆至此,我突然想起愛因斯坦對普朗克的評價。他說:“許多人投身科學,並非都是奔著科學而來的。有些人邁進科學殿堂,是想顯露其科學才華;對這類人來說,科學只是一項體育運動,他們可藉此展示其肌肉的健美。另一種人進來,是希冀以其聰明的腦袋來填滿囊中羞澀的錢袋;這類人成為科學家只是擇業的偶然,若另有機遇,他們或許變成政客和商賈。而我們的普朗克是為數極少的科學虔誠信徒之一。”毫無疑問,達爾文是不折不扣的科學與真理的虔誠信徒。

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