影响世界的中国植物,每一种都让你大开眼界

假如......

把地球46亿年的历史

浓缩到1天

地球形成至今,已经度过了漫长的46亿年。如果把它46亿年的历史浓缩到1天,那么人类在这1天24小时的最后3分钟才登场。人类出现之前,中国大地经历过怎样的沧桑巨变呢?让我们从一次时光旅行,开启植物天堂的故事。

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△ 浓缩到1天的地球历程 · 午夜


午夜

地球是在火山喷发中度过的

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△ 浓缩到1天的地球历程 · 凌晨三四点


到了凌晨三四点,在海洋里有了生命的迹象。

清晨6点多 ( 约35亿年前 )

更加壮丽的生命乐章开始了:一种蓝藻学会了利用二氧化碳、水和阳光制造生命所需的养分,同时释放出了氧气。这个被称为光合作用的过程,为植物世界打开了大门。

此时, 中国的陆地也逐渐从海洋中露出,形成岛屿。

但在相当长的时间里,陆地十分荒凉,没有生机。

晚上9点多( 约4亿年前 )

一些矮小的生命开始征服陆地。它们用一种近似于根的构造, 把自己固定在岩石上。

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△浓缩到1天的地球历程 · 21点多


苔藓,是陆地最早的拓荒者之一。

在它们的参与下,

土壤形成了,更多的植物可以在这里生存。

从此,绿色成为植物天堂的底色。

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△浓缩到1天的地球历程 · 22点


随着植物的登陆,陆地变得热闹起来。

以植物为食的昆虫,

就成了在植物天堂安家的第一批居民。

晚上10点(约3亿年前),

大自然造就了第一对翅膀。

蜻蜓,成为最早征服蓝天的生物之一。


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最早站起来的植物

桫椤

植物也向往蓝天,为了不再匍匐于地面,它们要学会站立起来。蕨类家族,正是最早的成功者。其中的一个分支——桫椤,是中国现存最古老的植物之一。


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△桫椤依靠维管束而站立

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△桫椤依靠维管束而站立


让蕨类家族站立起来的是贯穿身体内部的维管束,它能起到支撑身体并有运输营养物质的作用。

这种被称为维管束的结构,类似人体的血管。借助这一武器,植物便可以通过长高来竞争阳光。

不同的身高,塑造了一个参差错落的植物世界。

有了生长的秘密武器以后,桫椤也该考虑传宗接代的问题了。这个秘密就藏在桫椤的叶子背面。


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桫椤的孢子囊群


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桫椤的孢子囊群特写


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成熟后弹出的孢子


仔细观察桫椤的叶子,我们发现在叶子侧脉分叉的地方,整齐排列着许多球体,每个球体里都有成百上千个负责繁衍的细胞,它们被称为 “孢子”。当孢子成熟,就会陆续弹出,这是桫椤生命繁衍中最重要的一次弹跃。无数孢子弥漫在空中,像是通过一场古老的仪式,重温着最辉煌的过往。但接下来,孢子必须找到水作为媒介,才能完成受精,成功繁衍。

幸存者的种子

随着陆地不断抬升,大陆框架初步形成。后来,气候越来越干燥,水环境不断减少,昔日分布广阔的蕨类森林,在植物天堂中渐渐被取代了。

如何适应变化的环境,也就成了植物不得不面对的问题。


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△ 水杉独特的叶子——对称生长


水杉既是这场环境变化的见证者,也是幸存者。

水杉之所以脱离了对水环境的依赖,在环境变化中幸存下来,是源于植物生命繁衍上的一次重要演化——种子。

在湖北利川的小河村,我们探访到水杉原生母树。它的枝头上悬挂着小小的球果,住在球果里的正是它的后代。它在孕育着整个种群的未来。


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△水杉果


从春天跨越到秋天,水杉的叶子变成红色,球果也变了颜色。它已经成熟,即将离开母体。随着球果裂开,新生命降临,它们是植物演化史上最奇妙的发明,人类称之为“种子”。

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△秋天的水杉果


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△水杉果成熟裂开


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△浓缩到1天的地球历程 · 22点种子出现


随着时间一点点推进,

植物天堂将迎来一种更有效的繁衍策略。

这个策略的秘密就藏在一块化石里。

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一株生活在1.45亿年前的植物,

在漫长的时光旅行中变成化石,

埋藏于中国辽宁省的地下。

科学家在它的顶部发现了植物的重要器官——花,

从此它便有了名字—辽宁古果。

它是迄今为止唯一有确切证据证明的、

地球上最早的开花植物。

它的子孙后代们,

今天已经成为植物界中最庞大的群体。

相信大家,特别是我们的“熊猫粉”都非常熟悉一种植物——竹子。那么除了知道它的颜色外观以及是我们“滚滚”的美食大餐之外,你对它的了解还有多少呢?

在地球生命不断的传播演变下,让我们一起来揭秘竹子的“前世今生”。

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春天, 万物生长的季节。

随着温度回升,

生长在中国大地上的大多数植物渐次复苏。

其中有一种植物,

它是草,却拥有树的身高。

它以旺盛的繁殖能力、

惊人的生长速度著称于世。

它或许从 10000年前就开始陪伴人类,

是人类亲密的伙伴。

关于它,

有很多不为人知的故事。

别闹!你怎么会是草呢?

提到竹子,人们一定都不陌生。但要说竹子是草,不是树,大多数人都会感到惊讶。但是,这就是真相,竹子是多年生禾本科植物,属于草的家族。

每年秋天,竹子会用地下茎储备足够的养分,为次年春天培育竹笋做好准备。在整个冬季的休眠后,随着气温回升, 竹笋们开始萌动。此时,只需要一场丰沛的雨水,它们便能挣脱大地的束缚。


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△毛竹的竹笋


从竹笋长成竹子,并不需要太久的时间。在它们生长最快时,一天可以长0.5~2米。大约50天后,它们就能长到20 多米高—这是很多树木生长几十年才能取得的成就。

竹子长成“大树”的秘密

身为草本植物的竹子,为什么要如此与众不同,拥有如此令人仰望的身高呢?

竹子引以为傲的就是它们的生长速度。这种惊人的生长速度,让竹子可以迅速占领制高点,获得充足的阳光。

竹子的身体里还隐藏着一个秘密。光学显微镜下,将竹子的横截面放大20倍, 可以看到呈梅花状分布的维管束, 其中富含的纤维,赋予了竹子韧性。

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(△光学显微镜下放大20倍 · 维管束和其周围组织)


而维管束周围的组织,则让竹子坚硬强壮。在竹子体内,维管束的分布由内向外逐渐紧密,保证了竹子最易受外力袭击的身体外侧更加坚韧。在竹笋长成竹子的过程中,维管束和它周围的组织都在不断完善,它们就像钢筋和混凝土,共同构筑了竹子高挑却坚韧的躯干。

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(△光学显微镜下放大5倍·竹子横截面)


是不是没有竹子就没有大熊猫

竹叶,是竹子全身最轻盈柔软的部位,它们像一块块太阳能电池板,为竹子合成生命所需的养分。这些叶片经冬不凋,让竹子有了越冬的能力,但这也可能置竹子于死地。因为对竹子来说,真正的威胁不是寒冷,而是雪。

千枝万叶承接的每一片雪花,都是竹子的生命中不可承受之重。

这种无声的较量,几乎每年冬天都会上演。即便竹子能够挺过寒冬,它们的叶片还是会在风雪的侵蚀下逐渐老化。为了生存,它们在第二年春季到来时会更换叶片。对它们而言,这场换叶仪式关乎性命。但它们新长出的叶片,早已被其他物种预定。


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△竹蝗


竹子的天敌中,仅蝗科昆虫就有20多种,比较常见的是竹蝗家族。新长出的竹叶,正好成为它们孵化后的第一顿美餐。

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△竹蝗寻找配偶


面对这些肆无忌惮的掠夺者,竹子无处可躲。在蚕食了足够多的竹叶后,竹蝗迎来了羽化的时刻。从这时起,它们有了生儿育女的能力。雄竹蝗交配过后就会死去,而雌竹蝗还必须完 成最后的使命——产卵。虽然耗尽了所有气力,但小竹蝗来年就会诞生。

在众多以竹为生的物种当中,

最为家喻户晓的就是大熊猫。

很少有人知道,

正是因为竹子,

大熊猫的命运才被彻底改变。


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(△一头成年的野生大熊猫正在吃竹子)


大熊猫演化出的第六根伪拇指,可以帮助它们更加方便地抓握竹子。长期咀嚼坚硬的竹子,也让它们拥有了发达的咀嚼肌和厚重的头骨,脸更是因此变得越来越圆。大熊猫为什么会把竹子当作“主食”呢?一个合理的猜测是,在自然环境剧烈变化的时期,顽强生存的竹子尽管并不美味,却足以让大熊猫果腹,而且茂密的竹林还为大熊猫提供了防御天敌的屏障。也许正是因为竹子的存在,才有了今天的大熊猫。

竹子是怎样从中国走向世界的

在自然界中,为了生存,每根竹子之间会通过相连的地下 茎不断进行营养传输,共同分担环境压力。在繁殖扩张方面, 很多竹子的地下茎还发展出另外的特长。比如毛竹,在地表上 看似与世无争,但在泥土里,它们的地下茎却向四周不断扩展, 攻城略地。竹子犹如 “长上了双脚”,繁殖扩张变得更加便利。在生存繁衍的本能驱使下,在自然界的各种考验中,竹子 不断改变着自己。最终,一株草成功地在地球上繁衍出拥有 1 000多个成员的竹子大家族。今天地球上的竹子,或许不是最 美丽、最强大的,但它们一定是最顽强或最幸运的。


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△毛竹地下茎攻城略地示意图


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海拔3000多米的“华中第一峰”神农顶,每年有5个月被冰雪封冻。这个海拔几乎是竹子所能生存的极限高度。生长在这里的神农箭竹虽然身形矮小,但却是少数能在这里过冬的生命。


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在日本京都岚山竹林,来自中国的毛竹成为这里的主角。今天,毛竹已经成为日本占地面积最大的竹种之一。


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在草木丰茂的雨林中,梨藤竹属植物甚至还掌握了攀爬的技能,它们能借助其他植物的高度获取阳光。


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在英国的皇家植物园邱园中,上百种竹子在这里安家落户。在中国,这种竹子被称为“神农箭竹”。今天,神农箭竹已经成为欧洲引种最成功的中国山地竹子之一。


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巨龙竹则成为世界上已知体型最大的竹子,身高将近10层楼高,而且砍下一节,就能当作水桶。每一种竹子都有自己独特的外貌。

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在中国以外的其他国家, 竹子还只是拓荒者。比如在意大利的方丹内拉多,它被用来建造迷宫。但随着人们对它认识的不断深入,它在未来也许会拥有更广阔的生存空间。

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竹子的叶芽转化成花芽


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一颗掉落在蛛丝上的毛竹种子


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竹荪


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竹子开花


人类诞生以前,

竹子就在天地间傲然挺立。

它坚忍、刚直。

它的历史,远比人类要久远;

它的历史,将一直向前。

它为生存所做的努力成就了自己,

也成全了无数物种。

它是竹:

禾本科,

竹亚科。

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(△新生的毛竹)


(全文内容节选自《影响世界的中国植物》)

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