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植物是我们地球的一大功臣，虽然它们不声不响，静默伫立，但它们对于世界，对于我们的贡献是巨大的。它们为地球上的所有动物包括人类提供新鲜氧气；为我们提供可口的食物，如各种谷物、蔬菜和水果，还有珍贵的植物油和香料等；它们还以其绰约风姿及幽香给我们带来美的愉悦和享受……没有办法想象，没有植物的世界会是什么样子。

植物就像人类的乳母，守护着我们。不过我们对于植物的认识目前来说很有限，五谷不分的情况并不少见，而对于植物各个细节部位的了解就更少了。这对于植物和人类来说，不能不说是一种遗憾。其中的客观原因是植物的一些细节部位对于人类来说太小，用肉眼根本看不到，而随着现代科技的发展，尤其是高倍率扫描式电子显微镜的出现，使我们得以深入探究神秘的植物世界。如果我们把微小到无法用肉眼看到的花粉粒放到显微镜下观察，会发现许多花粉粒美得令人屏息！我们就像进入了一个神奇的小宇宙，那里虽小却有着精致至极的美丽，而且其实用性比装饰性更显重要。

在《美国国家地理?植物的异色世界》这本书中，来自英国皇家植物园的植物学家沃尔夫冈?斯塔佩和梅德琳?哈里与显微摄影艺术家罗布?克塞勒携手合作，发挥各自专长，以专业的科学知识及精湛美妙的图像，将植物的微观世界那些让人意想不到的美丽与奇特构造展现在我们面前，并讲述这些美丽与奇特构造背后的科学知识及演化历程，为我们奉上知识与视觉的双重盛宴。

内容简介

《植物的异色世界》将植物生命中那些隐藏得极为巧妙（使用光学显微镜和电子显微镜才可发现）但又攸关植物生存的部分呈现在读者面前，而这些知识除了科学界，普通大众很少有人知道这些秘密。

书中着重介绍了对植物来说极为重要的花粉、果实和种子。首先介绍了珍贵的微粒——花粉，大幅彩图展示了各种植物的花粉的不同构造，这些构造不仅极为美丽，而且通常也堪称工程上的杰作；在长期的演化过程中，各种植物演化出了不同的传粉方式，包括风媒传粉、水媒传粉以及动物传粉等，植物为了好好利用这些传粉方式，自身也做出了许多适应性改变。接着作者讲述了植物的各种果实及其中所包含的种子，各种果实的有趣结构，它们进行传播的各种不同方式，如风力传播、水力传播、自体传播、利用动物传播、外附传播等，深入浅出的文字及精美的大幅彩图，将植物的各种奇妙精彩之处向我们娓娓道来。

最后，在书的末尾附有名词解释及植物图例索引，以帮助读者更好地欣赏使用本书。

作者简介

沃尔夫冈?斯塔佩是英国皇家植物园种子比较生物学领域的研究带头人，其研究方向为果实与种子的结构及发展进化，研究对象为来自世界各地的果实与种子。在研究工作之余，沃尔夫冈还在英国、澳大利亚、新西兰、墨西哥和巴西的大学里开设有关果实和种子形态学的课程，深受广大学生们欢迎。迄今为止，沃尔夫冈已出版了多部介绍果实和种子的科普书籍。

罗布?克塞勒是英国中央圣马丁艺术与设计学院的教授，在其职业生涯中，罗布花了很长的时间研究植物，将其作为创作的灵感源泉之一。罗布的作品广泛展览于欧洲的博物馆及画廊中。

梅德琳?哈里博士是英国皇家植物园孢粉学部门的主管，她在花粉特性领域的研究工作受到世界各地同行的广泛认可。

内页插图

目录

植物的奇妙生活 1

珍贵的微粒 5

花粉、孢子和种子之间的差异 11

珠胎暗结 13

无可匹敌的种子 15

看不见的微小宇宙 17

生命之孔 21

寻找另一半 25

风媒传粉和水媒传粉 27

动物传粉 29

情人眼里出西施 33

昆虫传粉综合特征 35

蜂媒花 35

蝶媒花与蛾媒花 39

蝇类与甲虫传粉者 43

鸟类传粉综合特征 45

蝙蝠传粉综合特征 46

典型的蝠媒花 47

奇特的传粉者 49

动物传粉的优势 49

果实与种子 51

果实传播的多种方式 55

御风而行 57

细如微尘 61

造化神奇 63

搭上顺风车 67

与水相逢 68

植物界的水手 68

豆从海上来 71

巨无霸种子 72

“爆炸”性策略 73

动物信使 75

强搭便车的乘客 77

蒺藜、魔鬼爪和其他“心狠手辣”的果实 83

以奖赏代替惩罚，为小小帮手准备的小礼物 85

汁液的诱惑 89

华丽的生存道具 97

植物王国的骗子 98

植物之美恒久远 101

美丽新世界 103

附录 124

名词解释 124

部分照片出处 127

植物图例索引 128

致谢 132

精彩书摘

植物的奇妙生活

植物的神奇之处在于它们拥有非凡的能力，仅仅利用阳光，就能将水和二氧化碳转化成糖，这就是光合作用，这一点动物则完全做不到。通过光合作用，植物不仅为自己制造出了食物，也直接或间接地哺育了地球上所有的生命。另外，作为光合作用的副产品，植物还制造出了大气中的氧气。显而易见，如果没有植物，我们将无法呼吸，也没有食物可吃。水稻是地球上半数以上人口的主食，地球上除了水稻还有许多其他谷物、豆类和蔬菜。植物除了为我们提供基本的营养，还赐予我们可口的美味，如水果、坚果和珍贵的调味料，另外还有其他各种有用的材料，如木材、纤维和油等。

植物以许多不同的方式在我们的生活中扮演着重要角色，但是由于它们既不会四处移动，也不会说话，所以人们通常不会把它们当成和我们一样鲜活的生命来看待。植物有着完全不同的质地和外表，它们在土壤中生根，生长的速度非常慢，人类的肉眼短时间根本无法察觉，所以有人觉得将植物同人类和动物相比显得颇为荒谬，不过事实并非如此。植物不仅和动物一样拥有生命，而且像动物一样，经过几亿年的演化，已经发展出了非常复杂的生活方式，并且经常与动物的演化过程相呼应。

看不见的微小宇宙

大多数人都认识花粉，主要是因为花粉有时会弄脏我们的衣服，或者更让人讨厌的是花粉能引起过敏反应，即通常所说的花粉病。让我们暂且先把这些恼人的情形放在一边，如果我们近距离地观察花粉粒就能发现，它们其实是自然建筑学与结构工程的完美杰作。花粉粒的大小为20～80微米（一微米等于千分之一毫米），所以大多数花粉粒都微小到无法用肉眼看到。尽管如此，许多花粉粒却美得令人屏息。如果我们用显微镜观察花粉粒，我们会发现自己就像进入了一个神奇的小宇宙，那里虽小却有着精致至极的美丽，而且其实用性比装饰性更显重要。花粉粒坚硬的外壳包裹着精子细胞。不同种类植物花粉粒的外壳也有不同的奇妙造型。人们经常详细地描述这些花粉粒外壳的不同，并称它们为“花粉类型”。世界上有数以千计的花粉类型，通常每种植物只会产生一种类型的花粉。不过，花粉类型的数量并没有植物的种类那么多，因为某些不同种类的植物会拥有非常类似的花粉类型，亲缘关系接近的植物更是如此。有些不同科的植物也会产生相同类型的花粉，如果产生花粉的植物不在眼前，就算是专家也很难辨识花粉究竟来自哪种植物。还有某些科的植物，科内所有种类的植物的花粉都非常相似，比如禾草（属于禾本科）就是这样，不过人们一眼就能认出是禾草类的花粉。

以奖赏代替惩罚，为小小帮手准备的小礼物

大多数依靠动物传播种子的植物都不会恶意利用其动物传播伙伴，而是和它们建立起互利互惠的友好关系：动物为这些植物提供“快递”服务，而植物会给动物们提供食物作为报答。

如果你仔细观察的话，就会发现许多种植物（尤其是那些生长在干燥地区的植物）的种子上都长着一个小小的黄白色油质小块。1906年，瑞典生物学家鲁格?瑟南德对隐藏在这些奇怪的附属物背后的“策略”进行了描述，并将其称为“蚂蚁传播策略”。他发现长着这种“油体”（他用希腊语称之为油质体）的种子，对蚂蚁来说简直是无法抗拒的，蚂蚁会贪婪地搜集这些种子，然后带回蚁巢。蚂蚁之所以如此喜爱这些种子，是因为这些种子附带的油质体中含有蓖麻油酸。经过数百万年来的共同适应，这些依靠蚂蚁传播种子的植物不断进化，它们的油质体中所含有的不饱和脂肪酸竟与在蚂蚁幼虫的分泌物中所发现的不饱和脂肪酸完全相同。当工蚁把这些种子运回蚁巢后，会取下营养丰富的油质体，而种子的其余部分被置于一旁。剩下的部分会被硬质的种皮保护得好好的，毫发无损。油质体内富含脂肪油、糖、蛋白质和维生素，不会被成年蚂蚁享用，而会被用来喂蚂蚁幼虫。蚂蚁把油质体从种子上移走后，会把种子扔到蚁巢的垃圾堆中，这样的垃圾堆可能在地底下，也可能在地表上。这种垃圾堆的基质富含养分，与周围的土壤相比，能为幼苗提供更好的生长环境。

显而易见，需要蚂蚁传播的种子个头必须足够小，才不会让其传播者心有余而力不足。利用蚂蚁传播的草本植物在欧洲与北美洲的温带落叶林里很常见，而在一些山火频发的干燥地区，如澳大利亚的野地和南非的开普植物生态保护区，蚂蚁传播则扮演了更为重要的角色。被蚂蚁搬进地下蚁窝中的种子更为安全，不仅大大降低了被烈火吞噬的危险，同时也减小了被喜欢吃种子的动物（如啮齿类动物）吃掉的风险。包括大戟科在内的许多不同科的植物的种子都长着能吸引蚂蚁的附属物。

汁液的诱惑

要想知道植物提供的美味可口的奖赏对那些无意中为其传播种子的动物来说究竟有多大的吸引力，看看我们人类对水果的热爱就知道了。在我们所享用的每一颗香甜多汁的水果背后，都隐藏着植物传播种子的坚定决心。水果那甜美的果肉只不过是它们精心设计的诱饵，用来吸引潜在的传播者上钩，将美味放入口中，顺便连种子也吞下肚。美餐过后，动物会离开，在不经意间将种子带了一程。随着时间的流逝，美食在动物体内被消化，而最终“偷渡客”也就跟随排泄物一起下车了。运气好的话，一些种子会落在适宜的地方，开始发芽，远离母株的阴影。这种传播方式被称为“内携传播”，即“经动物体内传播”。

在脊椎动物中，最重要的传播者要数鸟类和哺乳类，在温带地区更是如此。在热带地区，最重要的传播者是食果鸟类、果蝠和猴子，还包括一些鱼类和爬行动物，不过它们只扮演微不足道的小角色。当果实还未成熟的时候，其外观看起来毫不起眼，也比较硬，并且没有香味；最好的情况是它们的味道有点酸，而在最坏的情况下它们可能有毒。总而言之，在种子成熟之前，植物会尽可能地让自己的果实难以下咽。一旦种子做好了传播的准备，果实就会发出信号，昭告大家安全而富有营养的奖品已经准备好了。信号的性质取决于这些果实打算吸引的动物种类。例如，鸟类具有极佳的色彩视觉，而其嗅觉却奇差无比，因此那些适应了鸟类传播的传播体是没有香味的，取而代之的是，这类果实会改变自己的颜色，从绿色变成更加显眼的颜色来吸引鸟类注意。红色是鸟类在一片绿色的背景中最易辨认出的颜色，但是紫色、黑色、蓝色，或是这几种颜色的组合（尤以红与黑居多）同样存在。其他果实使用略微不同的策略，更可能是为了吸引那些具有敏锐嗅觉而非视觉的哺乳动物，这些哺乳动物很多都是夜行性的。因此，依靠哺乳动物传播的果实通常（但并非总是如此）色彩比较暗淡，为棕色或绿色，但成熟时会散发出强烈的香气。这类果实包括苹果、梨、欧楂果、柑橘类水果、杧果、木瓜、百香果、瓜类、香蕉、菠萝、菠萝蜜、面包果和无花果等，它们都选择哺乳动物来帮忙传播种子，这些哺乳动物包括啮齿类、蝙蝠、熊、猩猩、猴子，乃至大象和犀牛等。

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