一场揭开自然界持续3亿年战争的讲座
如果提到大自然，你所能想到的形容词有哪些？有人可能会想起生机勃勃或者壮丽辽阔，但一定会有人提到危机重重。在一系列自然纪录片中，总是不缺乏记录物种间食物链的残酷。即使是平静的池塘，在静谧的外表之下，也在暗流涌动，为了生存无时无刻进行着无情斗争。动物之间的争斗很好观察，但是在自然界中，有一场没有硝烟的战争已经，秘密持续了3亿年，并且现在仍然在进行。
在2009年的英国皇家科学院举办的圣诞讲座中，约克大学生态学教授苏·哈特利为我们揭开了这场持续3亿年战争的神秘一角。
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演讲大厅的中央，立着一棵闪闪发光的圣诞树。“在这场历时3亿年的战争中，它已经充分磨砺好了自己。”哈特利说。她邀请一些观众到台上来体验，感受它锋利的树叶，嗅闻松树的气味。“正是像这样的气味武器使这种植物成为地球上最成功的有机体。”她说，比起动物，地球上植物的种类起码要翻上千倍，足够填满150万个伦敦O2竞技场。植物也是寿命最长、最庞大的生物群体，哈特利展示了一棵4500岁的狐尾松和一棵约有40只鲸鱼那么大的巨型红杉树的照片。
还有些植物以动物为食，哈特利向观众展示了一种以昆虫为食的猪笼草，这种植物用花蜜吸引昆虫，继而将其溺于自己的消化酶腔中。当然，大部分情况下，是完全相反的局面：动物以植物为食，以策应对，植物会进化出防御性的武器，来对抗这些食草动物的侵犯。有类似草叶的叶边长满锋利的尖刺（也就是植硅体），看上去像是微晶玻璃碎片，这样的物理性防御；植物也有自己的化学武器，哈特利拿起一根红色的阿纳海姆椒，“它有2500 个斯高威尔（热单位），或称SHU，辣度指数的衡量单位”，她说。这个辣度到了神秘级别，只是抿一口混了几克辣椒素的水，嘴唇就会被辣得直哆嗦。
在志愿者承受魔鬼椒的巨大洗礼时，哈特利就此讲解了充满辣椒果体的这种被称为辣椒素的化学物质，是如何跟口腔中的受体结合，从而产生辣感的。而以虎皮鹦鹉为代表的部分鸟类，却可以无阻碍的进食辣椒。志愿者犯了一个错误，他嚼到并且咬碎了辣椒最辣的部分——种子，而鸟类却完整地吞下了它们，没有释放出一丁点辣椒素。鸟类完好无损地吞下这些种子后，通过排便帮助植物播撒这些种子。辣椒素就是植物的在进化过程演变出来的防御武器，而作为竞争双方的鸟类又很好的适应了这一点，而最后排出种子却又帮助了植物繁衍。
除了这些红辣椒之外，植物还能产生大约10万种不同的防御性化学物质，以抵御食草动物（帮忙播撒种子的动物除外）的采食。这些阻吓剂包括致命性化学物质氰化物、士的宁和蓖麻毒素，然而，毒物并不是食草动物面临的唯一问题，它们的食物也有可能缺乏重要的营养素。哈特利请进了一条圣伯纳德犬（食肉动物）和一匹设德兰矮种马（食草动物），来进一步讲解这些体形相似但饮食习惯却截然不同的动物。
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为了更好的讲解展示，哈利来带来了一个奶牛模型。“奶牛对食草，有着最为复杂的一套适应机制。”哈特利说。她向观众完整呈现了奶牛用灵巧的舌头抓取干草，然后把它咽到喉咙里的全部过程。紧接着，6 个装满水的大水罐被推了进来，用以直观显示奶牛每天要分泌多少唾液——110升——来帮助咽下每天进食的这70 磅（超过30 千克）干草。接着打开了模型的胃，露出了里面的4个胃室：第一个，瘤胃，里面藏着奶牛的秘密武器——数十亿能够消化纤维素，消化植物细胞壁上坚硬部分的细菌。第二个胃室里，细菌仍在继续分解纤维素，但是由于草的体积太大，所以并不能被完全分解，奶牛会把这些草再嚼一遍。第三个胃室是吸收水分的，而第四个则更像一个正常的胃（包括人类体内的胃），里面含有用来分解食物的盐酸和消化酶。
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在植物和动物之间的战争中，沟通起着至关重要的作用，尽管它们不会说话，或者看不到，但植物却无时无刻不在彼此沟通。在哈特利学生时代完成的一个实验中，她发现：当某种食草动物准备发起攻击时，植物是知道的。问题的关键就在毛毛虫的唾液里，她先用剪刀——模拟毛毛虫嘴巴的剪刀——剪下了一些植物叶子，发现这个举动并不足以触发植物的化学防御系统。然后她提取出了毛毛虫的唾液。“我发现如果你拿起毛毛虫仔细观察的话，它们看起来就像一大管牙膏。”她说。相反，当她把毛毛虫的唾液涂到被剪下来的叶片上，她得到了预期的相同反应，就好像一只真的毛毛虫在咀嚼植物那样：它开始释放毒素，毛毛虫唾液同样能让植物释放出它们的气体化学信号，警告其他植物准备攻击，开始释放对抗食草动物的毒素。
除了彼此之间的沟通之外，植物还能跟动物进行沟通，黄蜂闻到植物的警告信号后，会飞过来查看。为了演示接下来会发生些什么，哈特利展示了一个毛毛虫模型，并从观众中邀请一位志愿者，上台来取下“毛毛虫”的头部。志愿者把手伸进肯尼断掉的脖子里，从里面掏出了一把黏糊糊的不明物体和一个巨大的幼虫模型。一只黄蜂用尖锐的产卵管刺穿毛毛虫的皮肤，把数百枚虫卵产在了这只毛毛虫的体内。继而，这些卵在里面孵化，开始从里向外蚕食毛毛虫。“植物信号可以传递给这些黄蜂。”哈特利说，“然后，它会阻止毛毛虫。”寄生蜂通常只会攻击一种特殊种类的毛毛虫，所以植物会定制它们的信息。“它们能够把信号准确发送给那种黄蜂。”她说。
到目前为止，动植物之间历时3亿年的拉锯战，已经达到了非常好的平衡。哈特利表示：“然而这种细致的平衡可能会被气候变化打破，气温和降雨的变化会改变这场战争的性质，现在，有很多例子能够证明这个可怕的事实已经在发生了。”她说，“虽然很罕见，但是我们的确看到过昆虫数量的突然增加，并且这似乎超出了植物的防御能力。”她展示了一些蝗虫吞噬庄稼带来蝗灾的图片。
“将来，我们还想看到更多虫灾的爆发吗？”哈特利提出这个问题，有一种需要小心的昆虫，那就是蚜虫，它们有着锋利的口部，可以刺入植物，吸出它们的汁液，就像小型的吸血鬼。她又拿出一种被蚜虫攻陷的植物，叶片上布满了黑点，这些蚜虫，她警告道，是最危险的害虫之一，对粮食作物造成的损失每年可以达到1亿英镑。由于蚜虫无性繁殖的特性，如果一只蚜虫所产出的所有后代都能成活的话，地球将会被150千米厚的蚜虫完整覆盖，相当于地球与空间站之间距离的一半。目前，肉食性昆虫，包括瓢虫，还能有效控制蚜虫的扩张，但是随着全球气候变暖，蚜虫的繁殖速度也越来越快了，总有那么一天，连瓢虫都会沦陷，就像哈特利指出的那样，我们将会淹没在蚜虫的海洋里。
“将来，我们还想看到更多虫灾的爆发吗？”哈特利提出这个问题，有一种需要小心的昆虫，那就是蚜虫，它们有着锋利的口部，可以刺入植物，吸出它们的汁液，就像小型的吸血鬼。她又拿出一种被蚜虫攻陷的植物，叶片上布满了黑点，这些蚜虫，她警告道，是最危险的害虫之一，对粮食作物造成的损失每年可以达到1亿英镑。由于蚜虫无性繁殖的特性，如果一只蚜虫所产出的所有后代都能成活的话，地球将会被150千米厚的蚜虫完整覆盖，相当于地球与空间站之间距离的一半。目前，肉食性昆虫，包括瓢虫，还能有效控制蚜虫的扩张，但是随着全球气候变暖，蚜虫的繁殖速度也越来越快了，总有那么一天，连瓢虫都会沦陷，就像哈特利指出的那样，我们将会淹没在蚜虫的海洋里。
在讲座的结尾，哈特利向她年轻的听众传达了一个强有力的心声，如果要更好地迎接未来的挑战，我们就必须要像植物一样巧于变通。她对他们说，从气候问题到粮食短缺，我们将来要面临的问题还多着呢，植物学和科学的比肩进步，是解决这些问题的关键所在。在我们人类生死存亡的关键时刻，科学比任何时候都要重要。
本文摘选自《11次奇妙自然探索之旅》
