植物自殘也智慧

蘇更林

千孔百瘡不足惜獵取陽(yáng)光情更迫

熱帶雨林有一種奇特的植物，它的名字叫做“繩狀藤”。繩狀藤屬于龜背竹科植物，是—種附生植物。繩狀藤生長(zhǎng)在陰濕的熱帶雨林中 ，攀沿著粗大的樹(shù)干向上生長(zhǎng)。繩狀藤也是一種綠色植物，對(duì)于陽(yáng)光的渴望自然也是十分迫切。但由于它過(guò)著寄人籬下的生活，只能捕捉從樹(shù)冠灑下的陽(yáng)光來(lái)進(jìn)行光合作用。

好在繩狀藤在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中變得更加智慧了，即在付出很少勞動(dòng)的情況下就能獵取到更多的陽(yáng)光。不過(guò)，這世界上壓根就沒(méi)有免費(fèi)的“午餐”，繩狀藤要得到陽(yáng)光也是要付出代價(jià)的。這個(gè)代價(jià)就是它不得不舍棄了部分葉片，難怪在繩狀藤光潔的葉片上總是分布有極具特色的孔洞，看上去千孔百瘡，慘不忍睹！

那么，繩狀藤葉片上的孔洞與陽(yáng)光獵取具有什么樣的關(guān)系呢？其實(shí)，人們?cè)诤茉缫郧熬烷_(kāi)始關(guān)注繩狀藤葉片上的孔洞了，但是一直沒(méi)有形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。對(duì)于繩狀藤這種不尋常的樹(shù)葉，科學(xué)家曾做出了許多推測(cè)。有人認(rèn)為，繩狀藤葉片上的孔洞可以讓風(fēng)穿過(guò)，從而減小颶風(fēng)對(duì)葉片的損傷；也有人認(rèn)為，繩狀藤葉片上的孔洞是用來(lái)調(diào)節(jié)葉子蒸騰面積，能夠更好地調(diào)節(jié)溫度，并且能夠讓水分下達(dá)到植物的根部；更有人認(rèn)為，繩狀藤葉片上的孔洞是一種擬態(tài)行為，即一種為了躲避食草動(dòng)物蠶食的偽裝。

2013年，美國(guó)科學(xué)家繆爾在《美國(guó)博物學(xué)家》雜志上發(fā)表了一篇文章，對(duì)繩狀藤葉片上的孔洞與陽(yáng)光獵取的關(guān)系做出了合理的解釋?？姞栍脭?shù)學(xué)模型分析了繩狀藤葉子吸收從林冠層投下的光斑的能力，發(fā)現(xiàn)有孔的繩狀藤葉片并不比沒(méi)有孔洞的繩狀藤吸收的光能少。這說(shuō)明繩狀藤在葉子生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)能量分配和光合作用吸收的光能上達(dá)到了平衡，因此繩狀藤進(jìn)化出的孔洞是一種最佳的能量利用模式。

最新的電腦模擬結(jié)果顯示，丟失的葉片也許可以幫助繩狀藤在不確定的環(huán)境中更可靠地獲取陽(yáng)光。在熱帶雨林里，斑駁的陽(yáng)光可以透過(guò)樹(shù)冠照射到繩狀藤的植株上，但具有間歇性和不規(guī)律性。也許，這些孔洞可以使得繩狀藤的葉片伸展到更大的面積，并長(zhǎng)出更多的葉子來(lái)填補(bǔ)這些空間，從而提高繩狀藤植株獵取陽(yáng)光的概率。

有趣的是，新繁殖的繩狀藤葉片是沒(méi)有孔洞的。其實(shí)，這是一種正常的現(xiàn)象。原來(lái)，繩狀藤作為一種附生植物，在小時(shí)候是緊貼地面生長(zhǎng)的。繩狀藤在幼苗期其葉片為心形，全緣，無(wú)孔。但隨著植株的長(zhǎng)大，其葉片也開(kāi)始逐漸變?yōu)閺V卵形，出現(xiàn)孔洞或羽狀裂。也許是繩狀藤爬上樹(shù)干之后，光斑資源進(jìn)一步豐富起來(lái)，繩狀藤也因此進(jìn)化出了完美的能量分配形式，最后以滿(mǎn)葉孔洞的形態(tài)生長(zhǎng)在熱帶雨林之中。

假裝生病小伎倆免遭殺戮大智慧

德國(guó)科學(xué)家斯格里德等人曾在南美洲厄瓜多爾的雨林中發(fā)現(xiàn)了植物裝病現(xiàn)象。這種奇特的現(xiàn)象以前一直沒(méi)有為人所注意，這也許是第一次被科學(xué)家所發(fā)現(xiàn)。

這種植物就是天南星科的一種海芋。天南星科為單子葉植物，廣泛分布于世界各地，其中主要集中在熱帶。海芋是一種常見(jiàn)的觀(guān)賞植物，在中國(guó)北方需在室內(nèi)越冬，在南方可以露地生長(zhǎng)?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，有一種海芋會(huì)假裝生病，讓葉片變得憔悴病態(tài)，就像遭到礦蛾侵害一樣出現(xiàn)白斑。

其實(shí)，植物葉片出現(xiàn)色斑是一種很常見(jiàn)的現(xiàn)象，只不過(guò)植物葉片出現(xiàn)色斑的原因不盡相同，有的品種天生就會(huì)出現(xiàn)葉片色斑，而有的植物葉片色斑是后天形成的。無(wú)論植物是哪種原因形成的色斑，都對(duì)它們的成長(zhǎng)不利。因?yàn)檫@些植物減少了光合作用面積，所以在自然界的競(jìng)爭(zhēng)中處于不利地位。

但是，德國(guó)科學(xué)家的新發(fā)現(xiàn)讓人們大開(kāi)眼界，并對(duì)植物色斑有了新的認(rèn)識(shí)。原來(lái)，植物也可以通過(guò)色斑來(lái)形成一種擬態(tài)和保護(hù)色，從而讓礦蛾等避而遠(yuǎn)之。一般情況下，礦蛾要把卵產(chǎn)在海芋的葉子上，當(dāng)蟲(chóng)卵長(zhǎng)成毛蟲(chóng)后就會(huì)啃噬周?chē)娜~子，并留下一道道白色的痕跡，甚至可使海芋葉片壞死而置之于死地。

不過(guò)，礦蛾會(huì)本能地選擇在健康的葉片上產(chǎn)卵，從而確保足夠的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)。海芋在進(jìn)化過(guò)程中，自行長(zhǎng)出了有色斑的葉子，看上去就像遭受過(guò)礦蛾幼蟲(chóng)啃噬一樣。并不算聰明的礦蛾也就信以為真了，也就不會(huì)到那些葉片上去產(chǎn)卵了。這樣一來(lái)，海芋的一個(gè)小伎倆還真的“騙”過(guò)了礦蛾。

為了印證上述的猜測(cè)，科學(xué)家用白色涂改液在數(shù)百片健康的綠色葉子上涂上了“人工色斑”，并把這些偽裝過(guò)的海芋擺放到礦蛾經(jīng)常出沒(méi)的地方。同時(shí)，也在該區(qū)域擺放了會(huì)“裝病”的海芋和不會(huì)裝病的海芋。3個(gè)月后，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)涂上“人工色斑”的海芋很少遭到礦蛾的侵害，其比例與會(huì)“裝病”的海芋十分接近，而不會(huì)裝病的海芋則被礦蛾侵害得非常嚴(yán)重。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明海芋的“偽裝”是一種大智慧，因此可以有效地避免害蟲(chóng)的殺戮。