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“植木”的法则

2017-06-07段洪超

科学Fans 2017年5期
关键词:小格不定根传粉

段洪超

如果问起《银河护卫队》中最暖最吸粉的角色,恐怕作为主角的星爵都比不上呆萌的树人格鲁特了。电影中,在Ronan的飞船即将坠毁时,格鲁特用自己的身体保护了小伙伴们,自己却摔成了一堆“劈柴”。“干脆面”火箭(唔,就是那只浣熊)捡起一根长着绿芽的枝条插在花盆里,而树人竟然在小小的花盆里“复活”了。不得不说,这植物的繁殖能力真是强大到令人咂舌啊!

真·克隆与假·复活

树人真的复活了么?如果从DNA的层面上来说(假如树人的遗传物质也是DNA的话),花盆里的小格鲁特和之前的大只格鲁特相比,的确是没什么差别。“克隆”一词大家都不陌生,它来源于希腊语,本身是嫩枝、插条的意思。可以说,小格鲁特就是大格鲁特的一个“克隆”。不过,浣熊抢劫打架、修理飞船是一把好手,可要论起这扦插的手艺,却着实不敢恭维。若不是这里紧接着的第二部,恐怕格鲁特还真没法复活了。

为什么这么说?使用扦插的方式繁殖植物,其实是一个催生不定根的过程。不过,各类植物生发出不定根的能力差别却很大。对柳树这样无心一插便能成荫的植物来说,主要还是因为根长得好。正常生长的柳树,其形成层就已经存在不定根的前身了(也就是“根原始体”)。在扦插时,不定根很快便从皮孔生出,并开始吸收土壤中的水分。除了柳树,杨树、沙棘等植物也很适合扦插,主要是因为它们在自然生长中就有着生成不定根的需要。

不太靠谱的“根”与靠谱的“叶”

根长得靠谱,插条的成活率自然就高。不过对于格鲁特这样的树种,看上去应该属于另外一类:它们的不定根并不生发于形成层,而是由剪枝时产生的愈伤组织生成。在各种植物激素的刺激下,愈伤组织中的薄壁细胞一边分裂一边分化,从而产生根原始体。然而,这类植物可不是随便一插就能活的,比如月季、松树、悬铃木等等。对它们来说,插入土中的切口一般要斜切,使其充分接触湿润的土壤;而上部的叶片大部分都要摘去,只留一两片嫩叶和顶端的叶芽,避免过度的蒸腾。而喜湿的植物,则需要用保鲜膜罩住来保持湿度(当然也要经常透透气,不然插条可能会烂掉)。像格鲁特这种看上去枯枯的树枝,最好得再用一点生根粉,如此长出新根的机会就大大地增加了。

除了插条外,很多植物还可以用其他营养器官进行繁殖。如果格鲁特是一个“多肉人”,小伙伴就可以捡回一片肉乎乎的叶子来种出小格鲁特了——这就是叶插。与插条相同,叶插时切口处亦会形成愈伤组织,较高浓度的植物激素会促使薄壁细胞或维管束形成层分化,长出新的根和芽。多肉的叶插较容易,通常只要基质排水好(如蛭石或珍珠岩),温度在20~25℃,光照不要太强都可以发根,唯一需要担心的就是太空中的失重环境了。

种过多肉叶插的小伙伴都会发现,无论叶子怎样放,新生的芽都会在上,根在下。看似理所应当的事情,其实并没有那么简单。一团相同的薄壁细胞是如何分出“上下”的呢?通常人们認为,是重力造成了愈伤组织中植物激素的浓度梯度。尽管极其微小,但这一微弱的信号在后续的发育过程中被持续放大,最终使得近地端分化为根,远地端分化为芽。而在失重的外层空间,这一过程便无法发生了。

逆天的繁殖能力

当然不管怎么说,植物无性生殖的能力都要比动物逆天许多。通过细胞核移植的方式克隆动物的约翰·伯特兰·格登和诱导多能干细胞的山中伸弥获得了2012年的诺贝尔奖,对研究动物而言,这是一大进步。从诱导多能干细胞到克隆动物耗时甚久,但从已分化的植物器官得到愈伤组织,并通过植物激素的刺激获得完整植株,却已经是世界各地植物学实验室里很常见的事情了。

影片中有一个很暖的小情节,格鲁特在Knowhere送给小萝莉一朵雏菊(不要问我为何这个长得像树其实是一堆藤蔓的家伙能开出雏菊),这说明他和地球上大部分多细胞生物一样,是可以进行有性生殖的。对动物来说,就连小小的果蝇,它们的有性生殖都充满了“互动性”,相比起来,植物在这方面就显得各具特色了,有的热情似火、浪漫奔放,有的则安静内敛、温文尔雅。绚丽多姿的花朵让开花植物相较于它们的祖先有了更明显的进化优势。在白垩纪中期,有花的被子植物在全球范围内迅速扩张,逐渐抢占了裸子植物的生态位。在已经描述的生物种类中,被子植物占六分之一左右,可见被子植物是非常成功的生物类型,而这与另一大类成功的生物——昆虫的作用密不可分。昆虫与被子植物相辅相成、共同进化,它们之间很多的相互作用都与繁殖有关。

植物常常与为之传粉的昆虫完美契合。比如原产于马达加斯加的彗星兰,蜜管的长度竟有11英寸(约合28厘米)。1862年,达尔文曾断言在当地一定有一种长着长吻的昆虫为其传粉。41年后,人们在马达加斯加找到了一种喙长25厘米、翅展15厘米、像小鸟一般的马岛长喙天蛾。直到1997年,人们发现了这种蛾子为彗星兰传粉的直接证据。甚至,植物和昆虫之间还演化出了一对一的专性传粉关系,桑科植物木瓜榕和大果榕小蜂相依为命、协同进化,就是典型的例子。除此之外,丝兰和丝兰蛾也关系匪浅。丝兰接受了丝兰蛾的传粉,而丝兰蛾的幼虫则以丝兰的种子为生。

所以说还是要主动点

开花植物与小伙伴昆虫卿卿我我,相较之下,资历老的蕨类植物就十分内敛了。蕨类植物是最早的维管植物,它们繁盛于石炭纪和早二叠纪,那时候的高大蕨类是主要的成煤植物。亿万年的气候变迁使得蕨类让渡了大部分生态位给后辈们,如今除了桫椤科的蕨类还能长成大树,其他的都只能安静地做一株小草了。落到如今的田地,很大程度上要归罪于它们过于内敛的繁殖方式,所以说,还是要主动点啊。

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