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为何野火烧不尽?植物顽强生命力的背后

 非亲似亲fhf 2022-08-05 发布于上海

赋得古原草送别

〔唐〕白居易

离离原上草,一岁一枯荣。

野火烧不尽,春风吹又生。

远芳侵古道,晴翠接荒城。

又送王孙去,萋萋满别情。

写出这首成名之作时,白居易还只是一个初到京城的16 岁少年。这是一场发生在春天的离别。离离,形容野草长势繁茂。野草秋冬枯萎,春夏繁盛,周而复始。即使在秋冬遭遇野火,地面被烧得光秃秃的,当春天到来的时候,野草仍旧一片郁郁葱葱,一路芬芳,遮没了古道。碧空下,春之翠绿已经蔓延到了荒城里。我站在城外送别好友,惜别之情恰如萋萋的春草一样茂盛,斩不断,理还乱。

春风吹,小草生

小草并不总是渺小的,菊科的菊芋、向日葵,禾本科的玉米、芒草,莎草科的纸莎草等很多种草本植物都能长到一人多高,而草本植物里的巨无霸当数竹子。

春天,草木萌发,但并非每一株小草都是一个崭新的生命(一年生草本植物),也有多年生草本,比如鹤望兰、万年青、海芋、美人蕉、玉簪、鸢尾、萱草等。这些多年生草本植物,有的地上部分秋冬枯萎了,只有地下的根仍在顽强生存;有的地上部分秋冬一直保持绿意盎然。这里面也有二年生草本植物,比如小麦、虞美人、三色堇、二月兰、紫罗兰等。

所以,春风吹又生的,可能既有刚从种子里萌发出来的新生命,也有前一年凋零的老朋友。

二年生草木的特例——小麦

多年生草本植物可以理解,二年生草本植物是怎么回事?为什么不多不少,正好是二年?因为这些植物完成一个生命周期,需要两个自然年份。在单独的一个自然年份里无法完成种子萌发、根茎叶生长发育、开花结果、种子成熟等生命全周期,往往是在第一年只长出根、茎、叶等营养器官,在第二年才开花结果、种子成熟。

比如我国长城以南广泛种植的冬小麦,它的生命周期就要跨越两个年份。9 月下旬或者10月上旬播种,第二年5 月底或者6 月上旬成熟,正好避开了每年最热的七八月份。

冬小麦这样做,是“不忘初心”,保持其祖先的生活习性。那么,小麦的祖先是何种植物呢?

小麦最早在中东的新月沃地被人类驯化。新月沃地是一片贯穿伊拉克东北部、土耳其东南部以及约旦、黎巴嫩、以色列、巴勒斯坦甚至埃及的月牙状地区,这里土地肥沃。

小麦

早在人类开始对其进行驯化之前,小麦的一个祖先种——乌拉尔图小麦,在距今50 万年前就自觉自愿地与山羊草属的拟斯卑尔托山羊草天然杂交,产生了二粒小麦。之后在约1 万年前,野生的二粒小麦被人类驯化成了栽培二粒小麦。8 000 年前,栽培二粒小麦与野生山羊草属的节节麦自发地进行天然杂交,形成了普通小麦,并很快地取代了之前人们驯化的栽培一粒小麦和栽培二粒小麦,成为今天全世界种植的小麦的直接祖先。

4 000 多年前,小麦沿着西亚—中亚—欧亚草原诸青铜文化—中国北方文化区—黄河中下游地区,以及西亚—中亚—帕米尔高原—塔里木盆地南北两侧的绿洲—河西走廊—黄土高原两条路径,传入中国。初来乍到的小麦,有些“水土不服”。

麦田

在它的老家盛行地中海气候,夏季炎热干旱,冬季温和多雨。对于很多植物来说,冬季要比夏季更适合生存。于是,很多植物纷纷选择在夏季休眠,在冬天生长。于是,有些植物就采取二年生的生命周期,在头一年的秋天,种子萌发;在冬天,根、茎、叶生长,等春天到来,赶紧开花结果,让种子成熟。当炎热干旱的夏天到来时,完成了使命的植株枯萎凋零,而蕴藏着勃勃生机的种子则在地下深藏不露,等待秋天的来临。

冬小麦虽然来到中国已经有4 000 多年,早已和中国人民休戚与共了,但是仍保留着“犟脾气”,不肯配合我国夏季降水多、冬季降水少的季风气候。只有春小麦切切实实地拥抱了我国的季风气候。

烟雾调节种子萌发的机制

说完小麦这个特例,你们有没有感到好奇:为什么野火会烧不尽小草?种子的生命力为何这样顽强?

种子的萌发需要一定的外部条件。只有在气温、水分和光照都合适的时候,种子才会萌发。野火虽然无情地烧毁了植物的枝干,但是其烟雾中的一些化学物质能对种子的萌发起到一定的调节作用。科学家研究发现,野火烟雾中的生物活性分子丁烯酸内酯能够促进种子萌发,而三甲基丁烯内酯则会抑制种子萌发。

当土壤很干燥时,三甲基丁烯内酯会抑制种子萌发;当土壤中有足够多的水分时,三甲基丁烯内酯会被稀释,于是其对种子萌发的抑制作用就被解除了,种子便可以萌发。这对种子实际上是一种保护,避免种子在不适当的环境中萌发后, 发现周围的环境缺少水分,不能支持根、茎、叶生长,而只能被迫夭折。

野火熊熊燃起

当野火熊熊燃起,种子藏在地下,并不会受到火焰的危害。而当野火将地面上的植物焚烧殆尽后,给种子腾出了生态位。这时,种子在丁烯酸内酯的呼唤下,有了萌发的“念头”。而三甲基丁烯内酯负责检查种子周围环境中水分的充沛程度,如果水分充分,则准许种子萌发;如果水分不足,则抑制住种子萌发的“念头”。

于是,当春风带来春雨时,白居易所描述的“野火烧不尽,春风吹又生”这一情景就出现了。

文:许秀华

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