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全球资讯：明争暗斗、暗藏心机的不只宫斗剧，还有植物王国！

来源：科普中国

国庆长假即将到来，看纪录片不失为一个好的消遣方式。今年年初，BBC推出了新的植物专题纪录片**《绿色星球》**，可以说是近年来最好的植物纪录片之一。

不管你是否了解植物，你都能跟着大卫·爱登堡的解说，领略植物世界不亚于动物世界的精彩。对于这样一部画面精美、视角宏大的植物纪录片来说，是经得起各种视角的解读的。但限于篇幅，纪录片中许多特异的植物只能一闪而过。我们总结了10条与《绿色星球》有关的拓展知识点，在安利纪录片的同时，希望大家看懂更多隐藏在纪录片里的彩蛋。


(资料图片)

藤本植物的斗争

第一集开始，我们就看到了植物世界的斗争，精彩程度丝毫不亚于动物。尤其是在物种丰富的热带雨林中，斗争才能取得一席之地。片子选取了大树倒下后在热带雨林形成的林窗，作为展示斗争的场地。在延时摄影的加持下，我们得以窥见植物的行动策略。

植物的斗争悄然进行｜第一集 《雨林天地》

雨林下看似柔弱的藤本植物，其实感官十分敏锐。它们在极力生长的同时，不断利用卷须来探索攀附物。

它们的卷须异常灵敏，能感觉到物理触碰。碰到物体后，生长素会在接触面与非接触面不对等积累，导致卷须变型，开始迅速缠绕，从而向目标物拉近距离，最终搭上宿主。有些藤本植物的卷须甚至还能感受到化学信号，灵敏度不亚于我们的皮肤。

当然，也有许多植物学会了躲避藤本植物。比如片中提到的轻木，其叶片上的毛与快速的生长，都会让藤本无从下手。

如何不被吃？让捕食者饱到吃不下

在成熟的热带雨林中，植物也面临更新的困境——极丰富的物种网络带来了无数针对植物的捕食关系，例如绵密的捕食网络就让落在地上的种子很难求得一线生机。但植物有自己的办法，例如龙脑香科植物，作为东南亚热带雨林中的建群种，它们以数量取胜，通过同步大量结实（mast-fruiting），在大量的捕食中取得一丝生存的缝隙。

捕食者吃剩的就能延续种群了｜第一集 《雨林天地》

这种策略被称为“捕食者饱和（predator satiation）”，即用远超捕食者能取食的数量让它们忙不过来。再加上龙脑香科植物同许多热带植物一样，都拥有顽拗性种子（recalcitrant seed），不用休眠就能直接萌发，这可以进一步避免种子被捕食。

这种同步大量结实在橡树中研究得较多。橡树之间甚至能跨物种实现同步大量结实，因此在丰年的时候，橡子可以塞满橡树林下的小道。欧洲当地人也早已知道这种现象，他们会利用橡子大量结实的大年来养猪，将猪赶到山上增肥。

大年养猪肥 |Très Riches Heures

王莲刺的真面目

第二集《水生世界》里，最出彩的无疑是王莲，莲如其名的霸主气质让人拍案叫绝。学植物的可能都没想到，王莲叶背的刺原来在生长和伸展的同时，还可以倾轧周围的植物。

近距离看看王莲的刺｜第二集 《水生世界》

没看《绿色星球》之前，我一直觉得王莲叶背的这些刺是防止水下动物啃食的。但当纪录片通过延时展示其生长过程时，刺的用途才得以浮现全貌。原来在叶子未展开时，叶背的刺就从叶子伸出来、卷着，起到保护芽点的作用；随着叶片的生长扩张，刺也得以清扫湖面，像铁蹄一样所向披靡，霸气程度不亚于非洲草原上的狮子王。

菟丝子的“窃听风云”

第三集《四季更迭》中，寄生植物菟丝子能够利用气味，追踪接触到异株荨麻，并利用吸器窃取寄主的营养。

菟丝子可以找到寄主｜第三集 《四季更迭》

很多人以为寄生植物对于寄主的影响是完全负面的，其实不然。菟丝子能够以自己为桥梁，在寄主不同植株间传递虫害来袭的信号。当然，菟丝子帮助寄主，本质上为只是为自己牟利，毕竟虫害侵害寄主，就是侵害自己的食物。

通过与寄主的联系，菟丝子甚至还能窃听到寄主的开花信号，与寄主植物同步开花。它们以此达到对四季的感知，完成自己的生活史。

开花发出的啪啪声

在南非代表性的硬叶灌木丛（fynbos)中，火是生态系统的一部分，植物也演化出了对有规律的火的适应。

许多耐火烧的山龙眼科植物在这里十分常见，纪录片中就集锦了它们响应气候开花的片段——但看视频的时候就会发现，它们开花竟然会发出噼里啪啦的声音。

山龙眼科植物开花｜第三集 《四季更迭》

这可能是植物弹柱头的声音——当花粉已经落在柱头上时，它们会通过弹柱头来实现花粉的二次呈现。这通常是为了保证雌雄蕊在繁殖上处于同一位置，方便异花授粉。

蛰伏15年，大火后才现身

同样是在火的这一部分，纪录片还特别追踪了南非的“火百合”。

这是火焰垂筒花（Cyrtanthus ventricosus），是一种适应火的球根植物。它以球茎的形式将芽包埋在地下，以此躲避自然火，不轻易出头，一藏就是15年。直到大火烧过之后，它们才在一片废墟之中忽然冒出地面，开出鲜黄色的花，此时的它变得异常亮眼，可以迅速吸引鸟类过来访花传粉。

在废墟之中十分亮眼的“火百合”，可以得到鸟类的青睐｜第三集 《四季更迭》

可是，埋在地下的它如何得知大火烧过呢？实际上，大火会改变地表的温度，燃烧后的灰烬甚至也会改变土壤的物理性质，这对于植物来说是丰富且复杂的信号。研究发现，火焰垂筒花是被最直接的火烧信号触发的——也就是烟雾本身。

火焰垂筒花｜《绿色星球》

火焰垂筒花蛰伏地下15年，的确令人震撼；但它们并非孤例，十五年的等待甚至也不是最久的。在南非，一种纳金花属（Lachenalia sargeantii）的球茎植物自1971年被描述过后，一直未见踪迹；直到32年之后，在一次大火过后的偶然搜寻中，它们才又重新现身。除了它们，南非可能还存在着更多适应大火的球茎植物。

树联网

真菌在秋季纷纷长出子实体，但其实，埋藏在地下的菌丝才是真菌的主体。它们与植物的根系互连，形成我们看不见的菌根网络（Mycorrhizal networks）。

在看不到的地下，藏着巨大的网络｜第三集 《四季更迭》

大树之间也能通过共同的菌根网络互连，传递物质与信号。这仿佛真实的阿凡达世界，森林中的老树形成网络热点，连接幼树，充当它们的守护神——纪录片中用“树联网（The wood-wide web）”来形容这个网络系统。

这个词来自苏珊妮·西马德（Suzanne Simard）于1997发表在《自然》杂志上的研究文章，那期期刊的封面就以The wood-wide web为名。

《自然》以The wood-wide web的标题介绍这项研究｜参考文献[1]

这项研究打开了这个世界的大门，证实地下的菌根网络是彼此连通的，跟我们创造的互联网一样，在不同个体间交换信号与营养。而“树联网”（Wood-Wide Web）也对应了“互联网”（World Wide Web)。

沙漠仙人掌的吸雾技巧

第四季《荒漠世界》重点介绍了巨人柱如何在干旱环境下生存——它们的叶退化，茎干构建出一条条垂直的沟与脊，脊上密布的刺座用于防御，沟则成为降雨时集水的管道。

名副其实的巨人柱｜《绿色星球》

但身处沙漠的仙人掌，不会轻易放过难得的水分。因此，它们不仅会用刺座汇集水分，还能通过刺收集雾水。

第四集 《荒漠世界》

仙人掌科的刺上有微观的纵脊结构，雾气凝结后顺流而下，收集到刺座中。刺座与刺形成了一个集水的连续体，不放过任何形式的水。

仙人掌刺座上能集雾的刺 |参考文献[2]

保姆植物

片中讲解巨人柱时，还介绍了牧豆树与仙人柱的互利关系。我们一般会认为，在同域生活的植物之间，竞争关系占据了主导；但现在的研究发现，当环境严苛时，植物间的互助关系可能会上风，它们会互利互助，一同对抗恶劣环境。

为其它物种提供庇护的植物就被称为“保姆植物（nurse plant）”，比如在北美洲索诺拉沙漠中，牧豆树就为树下幼小的巨人柱提供了庇护所，其发达的根系还会将地下水吸收到地表，帮助一旁的巨人柱获取水分。

高山环境中也有类似的保姆植物。在高山，垫状植物不仅为自己创造了一个合适的微环境，它们的垫子也成为其它植物的庇护所。因此，垫状植物范围内的植物多样性往往高于周边环境。

被城市改变的植物

第五集《休戚与共》则聚焦了人与植物的关系。人类与植物相互依存——一方面，人类创造的城市环境割裂了植物原本的栖息地；另一方面，植物一次次地重新扩散进城市，虽然有时只能在钢筋混泥土的缝隙求得一席之地，但它们却由此走上了适应城市环境的道路。

在城市中求得一线生机的植物｜第五集《休戚与共》

兔苣（Crepis sancta）在城市中就只能生活在这样的缝隙中，留存在为行道树留出的一方小小空地。庆幸的是，它们有轻盈的种子，可以再度从城市周边的自然生境中扩散过来。

兔苣生活在城市的空隙中｜参考文献[3]

有意思的是，再度占领城市空间后，兔苣的种子比在自然生境中的更重了。这是一种放弃扩散的策略，换句话说，它们“知道”自己扩散不出去，从而做出了妥协——毕竟除了这一小块地方，其余地方都是扎不进去的钢筋混泥土。

兔苣种子在城市生境中变得更重（图右）｜参考文献4

这很像是孤岛效应。当植物扩散到孤岛后，有的也会丧失扩散能力（比如著名的海椰子）。由于只有落到母株周边的种子才得以存活，因此种子一代代内卷，变得越来越大，跟自己的同胞抢占生存空间，抢着发芽与竞争。

某种程度上，城市确实就像给植物的人造孤岛。

小长假不如跟着老爷子看看植物｜《绿色星球》

《绿色星球》给我们提供了一个了解植物世界的窗口，相信会成为不少人对于植物的启蒙。希望此文能给大家一点帮助，在启蒙的基础上，进一步去了解、挖掘神奇的植物世界。

参考文献

[1] Simard, Suzanne W., et al. "Net transfer of carbon between ectomycorrhizal tree species in the field." Nature 388.6642 (1997): 579-582

[2] Ju, Jie, et al. "A multi-structural and multi-functional integrated fog collection system in cactus." Nature communications 3.1 (2012): 1-6.

[3] Otto, Sarah P. "Adaptation, speciation and extinction in the Anthropocene." Proceedings of the Royal Society B 285.1891 (2018): 20182047.

[4] Ju, Jie, et al. "A multi-structural and multi-functional integrated fog collection system in cactus." Nature communications 3.1 (2012): 1-6.

作者：周方

编辑：麦麦

本文除标注外的图片均来自《绿色星球》

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关键词： 参考文献 热带雨林 植物世界

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