《植物的“智慧”》 田牧歌解读

《植物的“智慧”》| 田牧歌解读

你好，欢迎每天听本书，今天要为你解读的书是《植物的“智慧”》。

植物有“智慧”吗？从不同的视角观察，我们会有不同的答案。一方面，植物没有大脑和神经中枢，不会像动物一样思考，所以可以说，植物并没有生理学意义上的“智慧”。但另一方面，不管是高山、荒漠、陆地，还是海洋，植物无处不在，它们很好地适应了各式各样的自然环境，把种群扩散到地球上每一个可以扩散的角落。所以，从实用主义的角度来看，植物确确实实拥有生存的“大智慧”。

不同的答案见仁见智，不分对错，我更倾向于认同第二种观点，也就是植物拥有“智慧”，但不管是哪个答案，都不会影响植物智慧对我们的重要意义。作为自然界中最主要的生产者，植物供给了生态系统中绝大多数生命活动所需的能量，是人类得以存续、文明得以发展的物质基础。如果植物没有生存的智慧，那我们今天的一切都将不复存在。但或许也正是因为太过常见，我们总是容易忽略植物的智慧，把植物的枝叶萌发、开花结果和生老病死看成理所当然，而无视植物为了种群延续，在亿万年中演化出了多么精妙绝伦的生存策略。

实际上，植物懂得在极端环境中保护自己，懂得在营养匮乏时开源节流，开花时会设计机关，引诱昆虫为自己传粉，结果时会留存备份，在灾难来临时存续火种……植物的智慧体现在它们生命的方方面面，也一直以深刻的方式促进着人类的文明、萌发着人类的智慧。因此，不妨让我们通过今天这本《植物的“智慧”》来重新认识植物，说不定你也会从中获得新的智慧启示。

本书作者有两位，主要作者是我国著名植物学家、华东师范大学教授马炜梁先生，他曾任中国教育学会理事、中国植物学会理事、上海植物学会副会长、《生物学教学》杂志主编，获得过高等师范院校教师奖一等奖、曾宪梓教育基金一等奖等荣誉，还曾先后主持过两项国家自然科学基金研究项目，主编或参编植物学教材多达15部，可以说，马炜梁先生把自己的一生都奉献给了植物学。另一位作者寿海洋就职于上海辰山植物园，主要从事教育科普工作。

得益于作者资深的科研经验，这本书最重要的特点是例证非常丰富，学术价值很高，各式各样的植物案例都能被作者信手拈来。透过这本书，不管是常见植物，还是珍奇植物，我们都能看到它们在亿万年里演化出的生存智慧。著名植物学家、北京大学教授胡适宜评价本书时认为，这不是一本普通的科普书，而是一本学术型科普，不仅适合没有专业背景的普通读者，对专攻植物学某一方面，而对其他方面稍感陌生的内行专家，也很有价值。

好，那接下来我就通过三个部分，为你介绍植物的智慧。第一部分我们先聊聊，在适应环境时，植物都体现了哪些智慧？第二部分换个角度再说说，在自身结构中，植物又体现了哪些智慧？第三部分我们讨论一下，植物是如何帮助人类增进智慧的？

我们先来看看在适应环境时，植物都体现了哪些智慧？

植物适应环境的能力极强，不管是多极端的环境，严寒或是酷暑，干旱或是潮湿，它们总能找到适合自己的生存方式，在适应环境中体现出“兵来将挡、水来土掩”的顽强智慧。

要论极端环境，高寒山地地区肯定榜上有名，这里寒冷而风大，本来就是生命的禁区，但植物仍然摸索出了应对这种环境的秘诀。天太冷怎么办？有些植物选择给自己盖上被子，为叶片包裹上绒毛，比如棉头风毛菊和雪绒花的叶片上就长着一层厚厚的毛，不仅能保暖，还能防止高海拔地区强烈紫外线的烧灼。风大怎么办？有些植物选择给自己盖个温室，比如塔黄和天山雪莲，通过演化出巨大的花苞包裹住整个花序，也就是植物身上长着好多朵花的地方，让花序里的花能像在温室里一样比较舒服地发育。

同样极端的环境还有干旱的荒漠，在这里，植物面临的首要挑战无疑就是缺水，那荒漠植物是如何应对的呢？有些植物选择和干旱“硬刚”到底，根系不断往下延伸，直到吸收到水分为止。最典型的是骆驼刺，它的地上部分可能只有几十厘米高，但根系却可以扎到15米以下，足有5层楼那么高。另一些植物则更加灵活，不和高温干旱硬碰硬，打不过总躲得过吧。它们会在酷热的夏季停止生长，进入休眠期，等夏天过去后再开始生长，阿尔泰独尾草就是使用这种策略的代表。

相比于高寒山地和干旱荒漠，热带地区的环境要优越得多，但植物还是得面对很多挑战。比如，热带地区经常出现狂风暴雨，大量的降雨本身就会让土壤变得松动，如果大风再那么一刮，树木就很容易被刮倒。因此，很多热带树木都进化出了板根，也就是像板子一样竖着插进地面的树根。这种树根能大大提升树木的稳定性，让其不容易被刮倒。从根部往上看，你会发现热带雨林的树冠层往往非常茂密，没有给树木留下开花结果的位置，但树冠层以下的地方却比较空旷，所以一些树木就选择在树干上开花结果，充分利用雨林里宝贵的空间。我们常吃的菠萝蜜就长在树干上，这番景象在北方地区可是根本看不到的。

同样在温热地区，还有一种奇特的生态系统“红树林”。红树林生长在海边，涨潮时海水会把树木淹没，只留出树冠在海面上，那红树林里的红树是怎样适应这种环境的呢？海水会定期淹没树根树干，红树植物就研发出了氧气储存技术，为此，它们演化出了特殊的呼吸根，这种树根表面凹凸不平，有很多向下开口的袋状空腔，海水上涨时就会兜住一部分空气，以供自己呼吸。此外，红树植物在繁衍后代时也面临一个难题，那就是果实成熟后如果正常掉落，就很容易被潮水冲走，没法生根发芽，那该怎么办呢？角果木等红树植物选择了“胎生策略”，它们的果实成熟后不会立即掉落，而是会先在母树上发芽，长到一定程度后再掉下来，而且自身拥有下端尖锐的棒状结构，在潮水下降时一旦落下，就很容易深深地插到淤泥里并迅速扎根。

“适应环境”是个很宽泛的概念，植物不仅要应对各种自然气候，还要有效地从外界环境中获得生长必需的各种养料。虽然绝大多数植物都靠光合作用维持生长，但生命活动还是离不开氮、磷、钾这些无机盐，那如果土壤中缺乏无机盐，又该如何是好呢？在面对这个问题时，植物就表现出了“拿来主义”的智慧。

有些植物打起了昆虫的主意，靠捕食昆虫补充营养。猪笼草就是最有名的捕虫植物，它捕食昆虫的部位，形状是一个开口向上的瓶子，瓶子上方有一个小盖子，内部则是能分解昆虫的消化液。猪笼草的设计非常巧妙，它通过瓶口附近的蜜汁吸引昆虫前来觅食，又设计了非常光滑的内壁，昆虫在被引诱往瓶子里探索时，一旦失足滑落就再也爬不出来，这种设计可以说是“心机满满”。不过，更有趣的是它的盖子，很多人看到盖子之后都会觉得，这是用来盖住瓶口防止昆虫逃跑的，但实际上这个盖子并不能闭合，那它又有什么用呢？作者告诉我们，猪笼草的盖子其实是用来挡雨的，因为猪笼草生活在雨水丰富的热带地区，如果瓶子被灌满，蜜汁被冲掉，那它的陷阱就彻底失灵了，所以，猪笼草才专门演化出了一片盖子充当雨伞，细节把握相当到位。

捕虫植物是从昆虫身上获取营养，另一类植物则更加直接，专门靠夺取其他植物的养料生存，这就是所谓的寄生植物。寄生植物主要有两类，一类是营养完全来自宿主的全寄生植物；另一类是能进行一定程度的光合作用，但还需要寄生补充营养的半寄生植物。比如有一种叫菟丝子的半寄生植物，就是其中的典型代表。它能进行一定程度的光合作用，同时也会从宿主身上夺取养分，成熟后的菟丝子甚至没有根部，完全架空在宿主上方生存。

植物在适应环境的过程中，不仅可以捕食或寄生其他生物，还可以与其他生物形成你中有我、我中有你的复杂关系，其中利弊权衡的智慧令人叫绝。

天麻是一味传统中药，可以治疗高血压、头痛等症状，但它的生长条件非常苛刻。天麻几乎一生都在地下生长，不会进行光合作用，它的种子必须得在一种名为紫萁小菇的真菌分解有机物形成的营养基质上才能发芽，发芽之后又完全靠一种叫做蜜环菌的真菌来提供营养。蜜环菌为啥要给天麻提供营养呢？其实这也不是它的本意，蜜环菌靠分解土壤中的枯枝落叶为生，遇到天麻它本来也想分解一下试试，但它侵入天麻体内的菌丝不仅没法分解天麻，反而还会被天麻当作食物给消化掉，二者的角色从寄生到被寄生，完全掉了个个。但天麻一旦开花，耗尽自身球茎里的营养之后，生命周期就会结束，这时候就会丧失对蜜环菌的抵抗力，最终成为蜜环菌的养料。可以说，天麻的一生就是和真菌相爱相杀的一生，其间的得与失没法用一句话来概括，但确实充满了精心计算过的利益交换。

说完了适应环境的智慧，接下来让我们把目光放到植物本身，看看在自身结构中，植物又体现了哪些智慧？

被子植物是植物界中种类最多、分布最广、进化程度最高的一类，我们常说植物的根、茎、叶、花、果实、种子这六大器官，其实是被子植物的结构。我们接下来讨论的，也主要都是被子植物。

让我们先从叶子讲起。如果说动物器官的特点是高度分化、功能专一，那植物的器官则更体现出一种灵活的智慧，既承担自身的功能，又可以不拘一格地为植物的生长繁衍服务，吊兰的叶子就是典型代表。养过吊兰的朋友们可能都知道，吊兰从花盆里伸出来的枝条末端，经常会长出一个个小植株，几片叶子簇成一朵，形状就像是一个迷你小吊兰，如果把这个小植株种在土里，它就能长成一株完整的吊兰。这种过程没有经过开花结子，本质上就是吊兰在自然状态下的自我克隆。对吊兰来说，只要能扩大种群就行，具体采用什么方法可以灵活地随机应变。

同样灵活的还有植物的茎，它也可以帮植物自我克隆。比如我们常吃的土豆，本质上就是植株的块状茎。没错，虽然土豆长在地底下，但它是茎而不是根，根不会发芽也没有叶绿素，但仔细观察你会发现，放了一段时间的土豆会长出芽来，而且表皮会微微发绿，证明有叶绿素，这就是茎的典型特征。多说一句，发芽的土豆是有毒的，未经处理可不能直接吃。实际上，土豆植株在地表以下，既有真正的根，也有根状茎，就是长得特别像根的茎，呈乳白色的细丝状，根状茎的末端膨大就成了块状茎，也就是土豆。而每一个土豆都能长成一个新的植株，这又是植物灵活智慧的体现。

不过，要说起最集中体现植物智慧的器官，还得是花，因为花承担着繁衍后代这一最重要的使命。我们都知道，近亲繁殖的危害很大，后代往往会有很多遗传缺陷，动物如此，植物也是如此。但植物不能位移，没法主动寻找另一半，而且很多植物的花朵都是两性花，本身既有精子又有卵子，就很容易自己给自己授粉，那它们是怎样避免自花传粉，同时找到外来的花粉为自己受精的呢？这里的策略可就太多了。

最直接的策略是分化出雌雄异株，也就是植物分化出性别，某些植株只开雄花，另一些植株只开雌花，通过这种两性分化的策略，植物就能完全避免自花传粉。解剖这些花朵可以发现，单性花都是由两性花演化而来的，那对于那些没有演化出单性花的植物来说，又该怎么办呢？

有些植物玩起了时间差的把戏，让花朵里的雌蕊和雄蕊不同时成熟，保证同一朵花里的花粉不会授给自己的雌蕊。比如蜡梅的花就是雌蕊先成熟，挺立在花朵中央，接受蜜蜂从别的花朵上带来的花粉，这时候它的雄蕊虽然已经饱满，但是还没有开裂，所以不会给雌蕊授粉。大约一两天之后，原本向外弯曲的雄蕊会挺直，互相紧靠在一起形成一道屏障，挡在雌蕊的外面，然后花药裂开。这时候的蜡梅花只能向外传递花粉，本身已经不能再接收花粉，所以也不会出现自花传粉的现象。与之相反，另外一些植物，比如锦葵，是雄蕊先熟、雌蕊后熟，原理和蜡梅大同小异。

为了避免自花传粉，植物可以在时间上做文章，自然也能在空间上做文章，巧妙设计雌蕊和雄蕊的相对位置。比如报春花就有两种植株，各自能长出不同的花朵，一种植株只长长雌蕊花，顾名思义，这种花的雌蕊很长，位于雄蕊的上方；另一种植株只长短雌蕊花，这种花的雌蕊很短，位于雄蕊的下方。为什么要这样设计呢？原来，这也是报春花的有意为之。蜜蜂通过它们长条形状的口器来采蜜，所谓口器其实就是它们的嘴，咱们设想一下：假如蜜蜂到一朵长雌蕊花上采蜜，这朵花的雌蕊比较长，长在外面，雄蕊比较短，长在花的深处，那这时候蜜蜂口器上就只有尖端的地方才能碰到雄蕊、沾上花粉，而这个位置恰好对应短雌蕊花中雌蕊的位置，所以这只蜜蜂从长雌蕊花上得到的花粉，就只能授给短雌蕊花，如果下一朵花去的还是长雌蕊花，花粉的位置和雌蕊的位置根本不搭边，就没法授粉，报春花正是通过这种方式巧妙地实现了异体授粉。

退一万步讲，假如上面这些方式通通失灵，一朵花真的出现了自花传粉，那也不是没有办法。比如向日葵等植物就有着自花不孕现象，它们雌蕊柱头外表面的蛋白质膜能识别自己的花粉，所以就算出现了自花传粉，自己也无法受孕，只有另一株植株的花粉才能让它结出果实。大约一半以上的被子植物都有自花不孕现象，这对于防止近亲交配有着重要的生物学意义。

至于那些可以自花传粉的植物，它们身上更是体现了实用主义的智慧。比如西番莲，不仅会全力实现异花传粉，同样也不排斥自花传粉，在保证后代质量的同时，还能给延续香火兜个底。它刚开花时，雌蕊的柱头高高举起，而雄蕊的花药朝下开裂，二者离得很远，蜜蜂过来采蜜时只能蹭上花粉，但够不着雌蕊，所以这时候就不会出现自花传粉的情况。只有当雄蕊上的绝大部分花粉都被蹭走之后，雌蕊才会逐渐弯腰，这时候蜜蜂就能够得着雌蕊了，如果身上正好沾着其他花朵上的花粉，就能为这朵花进行异花传粉。更让人叫绝的是，如果异花授粉不成功，雌蕊的柱头还可以进一步靠近雄蕊，用雄蕊里仅剩的花粉进行弥补式的自花传粉，最起码能有个后代，总比完全没有后代强。

你看，这就是植物往最好处打算、往最坏处准备的智慧。同样拥有这种智慧的还有太子参，但它做得更彻底，往最坏处准备得更充分。太子参有两种类型的花，一种是可以正常开放的普通花，依靠昆虫进行异花传粉，另一种是从不开放、在发育的过程中就直接自花传粉的闭锁花。可它为什么要有闭锁花呢？这还得从生存环境中寻找答案，太子参一般生长在草丛或者岩石的缝隙里，本身就不起眼，开的花也小小的，蜜蜂很难发现，所以普通花的传粉常常得不到保证，这才促使太子参往最坏处准备，演化出了一种特殊的闭锁花。还是那句话，自花传粉的后代虽然质量不高，但总比断子绝孙要好。

植物花朵上的花招千变万化，但有一点永远也不会改变，那就是开花是为了结果，然后通过果实中的种子繁衍后代。但结果之后，如何把自己的后代散播开来，在复杂的环境中延续存在，同样是一个重要问题。可植物不能移动，那它们又该怎样散播果实和种子呢？

不同植物的策略可谓是“八仙过海，各显神通”。大豆和凤仙花等植物会靠果实成熟时的弹裂，像弹弓一样把种子弹开，如果植株恰好位于山坡上或者悬崖边，那种子就会被弹得更远。有的植物会借助动物的活动来散播种子，比如酢浆草的种子上有一层薄薄的黏液，可以通过沾到动物身上来实现迁移；龙牙草的种子外面有钩刺，可以在动物路过时挂到皮毛上。有的植物擅长借助风的力量，比如兰科植物的种子上有翅膀、蒲公英的种子上有毛，都可以借着风飞到远方。还有的植物种子太重，风吹不起来，就选择利用水流远航，比如椰子能随着海水漂流到全世界的热带海滩，所以就算是偏远的孤岛上，椰子树也很常见。

在种子身上，我们还能看到植物“生于忧患，死于安乐”的智慧。承平日久，它们还是会“留一手”，时不时地给自己的种群做个“备份”。比如，喝过绿豆汤的朋友们可能会发现，就算煮了很久的绿豆汤，偶尔也会出现一粒特别硬的绿豆，就像没煮开一样。可为什么别的绿豆都能煮开，唯独这些顽固分子煮不开呢？原来这是植物的有意为之，植物学家称这种硬得像石头一样的种子为“硬石种子”。这种硬石种子的特点是，它必须经过土壤微生物的长期作用，种皮才允许水分通过，种子才能萌发，这就像一座诺亚方舟，为潜在的灾害做好了准备。 比如一旦发生干旱、水灾或者森林大火，原有的植株和普通种子可能就会全部遭殃，但如果有硬石种子作为备份，那等到灾难过去之后，就可以重新延续种群的存在。

好，前两部分我们一直在说植物的智慧，接下来的第三部分，就让我们把目光放到植物与人之间的关系上，看看植物是如何帮助人类增进智慧的？

植物在日常生活中对人类的帮助无需多言，而讨论智慧这个话题时，植物也总是能给我们惊喜。很多我们习以为常的知识，其实都来自植物，很多科学领域的快速发展，也都依赖植物。

比如在化学领域，做实验时经常会用pH试纸来测定溶液的酸碱度，其中石蕊试纸是最常用的pH试纸，而它的发现还有一段有趣的故事。一次，爱尔兰科学家波义耳在用浓盐酸做实验时发现，桌子上的紫罗兰在被盐酸挥发出来的气体熏过后，花朵就会从紫色变成红色，而一旦洗涤干净，花朵就又会恢复紫色。正是这个现象启发了波义耳，让他发现，原来某些植物的颜色可以随酸碱度的变化而变化，并由此发明了石蕊试纸，推动了化学的发展。

同样是波义耳，在研究一种名为五倍子的植物时，还发现用水浸泡出的五倍子浸出液，能和铁生成稳定的黑色溶液，是一种性能优良不沉淀的高质量墨水，这种墨水被人们使用了上百年时间。这又是植物启迪人类智慧事业的典型案例。

时间转到现代，植物对尖端科学的发展也有着重要作用。在遗传学领域，一种名为拟南芥的植物，堪称最优秀的“模式植物”，地位类似于动物中的小白鼠，被科学家们视为标准的实验对象。因为拟南芥有很多特点，比如基因组很小，染色体也很少，细胞的遗传规律会展现得比较清楚；再者，拟南芥个头小、生长周期短，能快速大量繁殖，实验成本也比较低；以及，拟南芥的大多数基因都能在其他植物体内找到，所以用拟南芥得出的实验结果在植物学领域比较有代表性。正因为以上种种优势，野外常见但又名不见经传的拟南芥，成了迄今为止，25万种被子植物中最好的模式植物，大大推动了遗传学的发展。

在神经生物学领域，植物也有着你肯定想不到的重要应用。吃过芥末的朋友们都知道，芥末的味道非常独特，它是从一种叫做辣根的植物中提取出来的，但近些年科学家们发现，辣根的应用可不仅仅局限于制作芥末。当今生命科学的研究中，神经生物学是最尖端、最困难的科研领域，因为人们很难摸清楚神经通路的传递方向是怎样的。但辣根能帮助人们解决这个难题，从它体内能提取出一种过氧化物酶，这种酶可以作为神经生物学研究中的示踪剂。说白了，就是一种能显示神经通路从哪儿来、到哪儿去的试剂。把辣根过氧化物酶注射到动物的神经中枢以后，它就会沿着神经元定时地扩展，然后只要把神经元做成切片，就能观察到这种酶沿着神经元的传递方向，从而帮助科学家们搞清神经元之间和神经元内部的信号传递机制。正是在辣根过氧化物酶的基础上，神经生物学的很多基础性工作才得以开展，从这个角度来说，辣根是促进人类智慧发展的重要功臣。

说了这么多，其实都还只是植物帮助人类增进智慧的冰山一角，谁能想到，拟南芥会和遗传学扯上关系？原本风马牛不相及的辣根和神经生物学，也会产生奇妙的连接？植物的种类如此之多，它们更多造福人类、增进人类智慧的方式，仍待我们去发掘。

好，说到这，这本书的精华内容就讲得差不多了，我们简单总结一下。

植物适应环境的能力极强，不管是高寒山地、干旱荒漠，还是热带雨林，植物总是有一种“兵来将挡，水来土掩”的智慧。为了从外界获取营养物质，植物演化出了捕猎、寄生、共生等多种策略，既有拿来主义的聪明，又有权衡利弊的精明。在自身结构上，植物有器官功能任意拓展的灵活，有追求异体授粉、自花授粉兜底的实用，也有“生于忧患，死于安乐”的谨慎。

毫无疑问，植物在亿万年的演化过程中逐渐形成了自己的生存智慧，它们在靠这种智慧遍布地球的同时，也帮助人类在各个领域增加了认识、推动了文明和科技进程。植物值得我们投以尊重的目光。

最后，我也强烈推荐喜欢植物学的朋友们，可以找来这本书的原书读一读，书里配有大量精美的植物图片，这些图片绝大多数都是马炜梁先生的一手实拍图，凝结着他毕生科研经历的心血。其中很多珍稀植物的图片，更是马炜梁先生往返野外数十次、耗费数年时间才艰难得来的，它们的价值可想而知。书中各种自然植株、标本和解剖的图片以最完整和细致的视角，为我们展现了植物智慧的生动景象，非常值得仔细品味。

以上就是这本书的精华内容。这本书的全版电子书，也已经附在文稿末尾。你可以点击音频下方的“文稿”查看全文和脑图，你还可以点击红包按钮，把这本书免费分享给你的朋友。恭喜你，又听完了一本书！

划重点

1. 作为自然界中最主要的生产者，植物供给了生态系统中绝大多数生命活动所需的能量，是人类得以存续、文明得以发展的物质基础。如果植物没有生存的智慧，那我们今天的一切都将不复存在。

2. 植物适应环境的能力极强，不管是多极端的环境，严寒或是酷暑，干旱或是潮湿，它们总能找到适合自己的生存方式，在适应环境中体现出“兵来将挡、水来土掩”的顽强智慧。

3. 植物避免近亲繁殖，最直接的策略是分化出雌雄异株，也就是植物分化出性别，某些植株只开雄花，另一些植株只开雌花，通过这种两性分化的策略，植物就能完全避免自花传粉。