這是一篇美麗又感人的研究:生命渴望更多,打不死你的終將使你更強大

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在封城之前,我(作者Brian Resnick,美國之音的科學記者)從Trader Joe‘’s(一家美國超市,中文戲稱“缺德舅“”)買了一株新鮮的羅勒。我剪掉了除頂部以外所有多餘的葉子,並修剪了莖的根部,然後將它插入一個小玻璃花瓶中。

當羅勒在3月底長出新的幼根後,處在隔離中的我也從恐慌的壞心情中恢復了過來,每天能量滿滿地開始為自己烹飪精緻的單人晚餐。

小小的羅勒讓我的精神狀態朝著積極的方向恢復。我從它的身上感知到某種信息,宛如一首簡單美妙,而又平凡且深刻的歌曲:生命渴望更多

這是一篇美麗又感人的研究:生命渴望更多,打不死你的終將使你更強大

圖片來源:Brian Resnick

小小的羅勒本可能在運輸的過程中枯萎,但經過我的修剪後,它沒有死去,而是努力地活著。我對此感覺很美好。

當我看到一篇發表在《New Phytologist(新植物學家)》上的新研究時,那充滿希望的幼根就浮現在我的腦海中。這項研究涉及花朵在遭受傷害後所發生的美麗、平凡而又深刻的事情。那就是:一些種類的花在受到傷害時,它們會自我恢復。莖上的各個花朵將盡其所能地重新定向,以讓自己處於授粉的理想位置。

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就像我在家看著羅勒的幼根生長一樣,科學家們也進行了一項小型觀察。但不同之處在於,這篇關於這一現象的論文可能是十年來首次在科學文獻中被記載。

該論文也是研究進化平衡行為的一個窗口。在這個隔離卻又關不住“滿園春色”的時節讀到這些內容令人備感欣慰。那些看似弱不禁風的花朵,它們其實是那麼的堅韌。我很少發現一篇學術文章的文字竟然如此引人入勝,甚至令我著迷。論文作者、生態學家Scott Armbruster和Nathan Muchhala寫道:“截止到目前,幾乎沒有研究關注過花朵對傷害做出的反應。實際上,花柄會經常意外受傷,例如,被大風吹或被粗枝落葉砸到。這是一個被科學界忽略的課題。”Armbruster和Muchhala試圖瞭解一朵花所經歷的“危險之旅”。他們的研究也傳達出這樣的信息:生命渴望更多緣起:十年前,澳大利亞的一些花所經歷的“事故”...

Scott Armbruster是英國朴茨茅斯大學生命科學院的一名教授,他在懷特島(英國)的住所隔離時與我進行了遠程交談。那裡四周樹木環繞,越來越多的人試圖擺脫待在家裡的束縛而投入大自然的懷抱。

Armbruster研究植物和為其授粉昆蟲的共同進化。這就是進化的微妙平衡:一朵花會為了讓蜜蜂來“臨幸”而進行自我優化。這種夥伴關係共同進化了幾百萬年,它們在自然界中無處不在。例如,當達爾文發現一株蘭花的花蜜深達11英寸時,他預言必定有一種嘴巴長得非常長的昆蟲來吸食花蜜。當然,他是對的。

Armbruster 說:“從很多方面來說,達爾文還是我兒時的偶像,但我從來沒有超越過他。”和達爾文一樣,Armbruster更喜歡探索涉及冒險和仔細觀察生命行為的科學。他的假設以及為驗證假設而進行的實驗均來自實地調查。

十年前,Armbruster正在澳大利亞進行野外考察時,他偶遇到一株遭遇“意外”的花柱草(Trigger plant)。

這種花有著高高的莖,上面鑲嵌著寶石般豔麗的花朵,它們正朝著地平線怒放著。

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澳大利亞的一種花柱草。圖片來源:Mick Stanic/Wikimedia Commons/ Creative commons

就在那一刻,一根樹枝從上面掉了下來,砸中了花柱草的莖,使它“躺”在了地上。好在花還活著,它的莖沒有折斷。但這對花柱草來說不是一個好“姿勢”。花柱草的莖必須保持直立以使其花朵朝外,以讓花朵上有可供蜜蜂站立的平臺,這一點對其至關重要。

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一棵花柱草,在其莖倒下後花朵重新定向。圖片來源:《New Phytologist》

Armbruster說: “如果花朵倒掛或側著,蜜蜂就很難落腳。”

然而,這株花柱草在被樹枝壓倒之後並沒有放棄對生命的渴望。Armbruster注意到它開始將其花朵旋轉回合適的位置以進行授粉。

接下來,Armbruster想知道這種現象是否可以人為再現,來確定這是否是巧合。為此,他找到了另一株花柱草並將其弄倒,然後每六個小時拍照一次。他說:“在一天左右的時間內,花朵又旋轉回正確的方向。”

生命渴望更多耐心且細心的人會收穫那些小而美麗的發現

通過翻閱科學文獻,Armbruster驚訝地發現,以前沒有人記錄過這一小而珍貴的現象。 他說:“我真的以為至少有人應該提到過它。但我很確定的確沒有文獻記載這種現象。竟然沒有一個地方的園丁發現這一現象,我對此感到非常驚訝。即使是仔細觀察了花朵在晝夜間開合的達爾文,也從來沒有提及它們在受傷後會重新定向。”

因此,在過去的十年中,Ambruster和他的同事Nathan Muchhala(密蘇里大學的進化生態學家)一直在記錄自然環境中發生的這種現象,並進行實驗以驗證世界各地的花朵是否都會在受傷後試圖使自己恢復。

這花了很長時間,因為他們沒有支持這項工作的經費。因此,這些工作只能作為他們進行其他野外考察時的一個附帶項目。他們的論文包含了23種植物的數據,從澳大利亞的花柱草、厄瓜多爾雲霧森林的風鈴草和石南,到阿拉斯加的毛茛屬植物。

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天竺葵花的莖被掰到與地面水平的位置後,它就會扭曲自身,使其花朵回到正確的授粉位置。圖片來源:《New Phytologist》

重要的是,這篇研究還記錄了不具備這種適應性花朵的數據。

Armbruster和Muchhala假設,這種適應性只存在於需要以非常精確的水平方向才能授粉的花中。

為了弄清這一點,需要更仔細地思考花朵及其形狀。許多花通常是徑向對稱的,例如向日葵或鬱金香。這種對稱形狀使傳粉者可以從多個角度落在它們身上,這意味著當它們的莖彎曲時不太可能遭受破壞。

但是,有些花像我們一樣只是雙邊對稱的,中間有一條對稱線。這些花通常需要為傳粉者提供一個特定的方向才能讓其降落在上面。花柱草、金魚草和蘭花顯示出這種對稱性。

需要說明的是:下圖(b)是一種燕草屬植物的花。它是兩側對稱的。想要獲取其花蜜的蜜蜂只有一個地方降落,即箭頭所指位置。

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下圖 (a)是一朵蟾蜍百合。它是徑向對稱的,蜜蜂可以從各個方位對其進行授粉。

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生命的頑強。圖片來源:《New Phytologist》

研究發現,與雙邊對稱的花相比,徑向對稱的花在受傷之後幾乎沒有能力重新自我定位。這表明,在其進化歷史中,它們的生存不依賴於這種方式。

密歇根州立大學的進化生物學家Eric LoPresti說:“我最喜歡這項研究的地方是,他們進行了非常簡單的操作,只是將花朵的莖掰彎。操作越簡單,通常就越容易解釋。

Armbruster謹慎地表示這是關於這一現象的第一個科學文獻。他說:“從某些方面來說,這讓我有些緊張,但是從另一個角度而言,它讓我感到非常高興,因為我們觀察到了如此明顯的現象,但以前卻沒有人去這樣做。”

在科羅拉多大學博爾德分校研究花卉的進化生物學家Stacey Smith在一封電子郵件中說,“據我所知,這是第一項表明花在受到一定程度的損害後可以恢復其位置的研究。”

需要注意的是:這項研究並不是一篇詳盡的調查報告。他們只研究了23種開花植物,而地球上估計有350000種以上的開花植物。

在該研究涉及的植物中,只有三種徑向對稱的花朵。這篇論文沒有說(也不能說),這種特性在雙邊對稱的花中也具有普遍性。

LoPresti說:“下一步將是拓寬研究範圍,找出哪些徑向對稱花可以恢復位置,哪些橫向對稱的花不能恢復。當這些結果不能一概而論時,它將會告訴我們更多關於花定向的重要信息。”

這項新的研究發現了這種現象的存在,而且它可能是大自然精心進化的結果:幾百萬年來,花不得不應對自然界對所有生命施予的隨機混亂事件。 那些適應了意外事故的物種倖存了下來。

我問Armbruster:“難道這些植物對它們的花應該在哪裡有一種‘記憶’嗎?”

他說:“目前還不是很清楚。”

植物的堅韌

我在隔離期間觀察到的東西以及在Armbruster的論文中讀到的東西都是植物所做的一些最基本的事情。它們不是人類,不具備我們的複雜性,它們也沒有我們的煩惱。但我並不是說在疫情期間養植物會給你帶來關於大自然的深刻啟示。

我想說的是,它們可以是一種安慰,有時甚至可以成為一種代表堅韌的圖騰。

LoPresti說:“植物的整個生命期都在那一個地方,它們必須努力讓自己在那裡活下去。這與現在的許多人沒有太大不同。看到它們如何度過頑強的一生,以及每一種植物的不同之處,是促使我前進的動力。”

LoPresti將實驗室搬到自己的家後,一直在花時間觀察沙漠植物在晚上如何使葉子下垂,然後在日出前再使它們立起來。許多植物都這樣做,儘管科學家並不確定這是為什麼。LoPresti指出,很多植物的這種行為從未被記錄,所以他記了下來。他說:“我發現了一些現象,我敢肯定,任何種植花草的人都能發現類似的東西。”

我現在不得不承認:我的羅勒以悲劇告終。是我試圖在它的根還不夠成熟前就將其種在了土壤裡。移植幾天後,莖上的細小綠葉變成了棕色。然後它就枯萎了。

不過,在隔離期間,我還是很高興自己有一個可以照料、種植和培育其他植物的小花園。觀察植物的微小變化至少有助於理解時間的意義。有時候,我不確定自己已經在這裡住了多久,但我很確定有一株經過修剪的植物長出了兩英寸長的根。

我知道這不是新發現,植物學家長期以來一直在觀察植物生長新根的能力。

但是我喜歡集中注意力的活動,並試圖揣測一些早期的植物學家,甚至達爾文本人可能對這些過程的想法。科學是最浪漫的探索,至少這個令人興奮的探索過程可以使我們保持睜開雙眼,用心思考。我現在在嘗試做更多。

雖然我的羅勒已離我而去,但我觀察到了持久而美好的事物。在十月,我培育了一株從朋友那裡剪下的植物。從那以後,它一直活著,但是並沒有長多少。隔離開始時,我將其放在一盞保持明亮的燈旁邊,希望多餘的能量能夠激發出它的生長潛力。一個月的耐心等待後,它開始生長了。生命渴望更多,但有時它們也需要一點幫助。

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圖片來源:Brian Resnick

植物的厲害之處在於它們懂得“物來則應,過去不留”,努力應對生活給予它們的種種困難。而且,我們還總能觀察到它們取得成功。當它們失敗時,我們也會為之嘆息。

Armbruster 說:“人類一直在應對災難性事件,並在災難過後繼續生存。而且我們必須採取某些方式對損失進行補償。這就是植物們一直在做的事情。”

參考文獻:

Floral reorientation: the restoration of pollination accuracy after accidentsDOI:10.1111/nph.16482

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