《植物的战斗》 - 书摘
泛植物不会动的生存优势
另外，你应该知道，蘑菇以前叫作菌类植物，现在我们把蘑菇直接叫作真菌。蘑菇也不是植物。
比如海葵和珊瑚，它们不仅不是植物，还是传统意义上的动物，但是它们却选择把自己固着在海底
移动本身并不是生存优势，移动是动物不得已而为之的无奈之举。植物放弃了移动，却在获取能量的方式上比动物更先进。在争夺生存空间这件事情上，植物对于动物，完全是碾轧式的降维打击。
第一章 它们不是植物，却选择当一株植物
一些更保守的计算认为，地球上的植物大约占生物总量的82%，微生物、藻类和真菌大概占17%，剩下不足1%的生物是人类和各种动物。
细菌是一些细胞里连细胞核都没有的简单生命。它们结构简单、个体微小。它们身体的遗传物质被细胞膜包裹着，进行着很原始但是非常复杂的生命活动。
我们都知道，生物可以通过繁殖后代来传承自己的基因。但是，对于细菌这个层面的微生物来说，还有一种更厉害的传播基因的方法，叫作基因横向转移
这种现象之所以在细菌身上很常见，是因为原核生物对外来基因缺乏防范机制，它们很容易接受外来基因并与其融为一体。但是，高等生物的细胞对于自身基因的保护机制就比较健全，接受了外来基因的细胞会被免疫机制摧毁或者清除。所以，高等动植物之中，很少会发生基因横向转移的事件。基因横向转移这件事，让演化的发生变得极其偶然和灵活。如果把一套完整的DNA看作一辆汽车，那么从亲代到子代的遗传和变异，大概就相当于今天洗洗车、明天吸吸尘这样的小改变，这样的改变肯定是非常缓慢的。但是，有了基因横向转移之后就不一样了。一次基因横向转移，就相当于换了一次轮胎，或者安装了一个新的雨刷器这么大的改变。只要一个细菌演化出一个成功的基因，这个基因就完全有可能通过横向转移的方法，被其他的细菌获得。
有专门利用硫化物的硫细菌，有专门依靠氧化铁来生存的铁细菌，还有硝化细菌、固氮细菌、氢细菌等很多奇怪的细菌，每一种细菌，都把一种与众不同的生存方式发挥到了极致。
梅列甚至认为，内共生事件在自然界应该是相当普遍的事情，只要细菌能够在其他生物的身体内部存活下来，就完全可能发生内共生事件。不过，梅列并没有找到除蓝藻以外的可能是内共生现象的例子。
1983年，科学家进一步发现，叶绿体和线粒体中保留着独立的DNA，这些DNA与细胞自身的DNA完全不同。这项铁证直接让内共生假说彻底走出了争议的阴霾，成为一个备受尊重且被广泛接受的理论。
但一个细菌吞下另一个体形较小的细菌时，被吞下的细菌的确是有可能活下来的。对细菌来说，生活在海水里、土壤里或者其他生物的肚子里，其实并没有本质的区别，别人的肚子，只是一种不算特殊的生存环境而已。
如果我们把世界上的每一种生命都看作一家努力创业的公司，那么蓝细菌毫无疑问就是有史以来的最佳合伙人，没有之一。
对于动物来说，没有植物就没法生存。但对于植物来说，它们有了光合作用这个超能力后，就不仅能够适应环境，还可以亲自改造环境。甚至可以这么说，当它们放弃运动、把根系深深地扎入土壤的时候，它们就已经成了环境本身。
第二节 地衣，抢滩登陆的先锋
地衣和苔藓是最原始的生物群落，它们的出现，意味着这里的大环境已经达到了生命存活的最低要求。接下来，草本植物会逐渐出现，再往后，才是树木。出现了地衣和苔藓，就意味着这个地区的生态正在复苏。
3.7亿年前，当动物费尽千辛万苦终于成功登上陆地的时候，它的面前已经遍布植物了。动物之所以登上陆地，是因为陆地就是一方遍布食物而且毫无危险的极乐净土。
理解鱼类登陆，只要找到身体结构介于鱼类和四足动物之间的生物化石，就算是强有力的证据了。但是对于地衣的登陆，科学家很难找到硬核的化石证据。
真菌与蓝细菌的联手几乎是必然会发生的事情。蓝细菌精通光合作用，只需要水和无机盐就能合成有机物。然而蓝细菌的缺点也很明显，就是怕晒、怕干。真菌的绝活是拥有细胞壁，能够抵御干旱，然而它却只能生长在富含有机物的环境里。真菌与蓝细菌的见面，那真的可以算是优势互补、强强联合了。最后的结果是，真菌把蓝细菌包裹了起来，它不仅能为蓝细菌提供必要的保护，还能利用菌丝吸收水和无机盐。蓝细菌呢，则负责运用光合作用的技能，生产出真菌赖以生存的有机物。
人体的肠道中就居住着数以万亿计的细菌，我们吸收的很大一部分养分，其实是细菌消化分解后的产物。
NASA（美国国家航空航天局）的科学家已经把地衣带到了太空站，或许在不久的未来，地衣会像它们四亿年前的祖先一样，在另外一片陌生的环境中进行下一次伟大的创业。
第三节 海带，不是只有植物才能进行光合作用
如果这件事情发生在普通人身上，最可能的结果就是吃更多的海带。但是，池田教授可不一样，他是一位热爱文学的化学家。这样难以形容的鲜美，对于化学家来说，有着不同寻常的特殊意义。他敏感地察觉到，鲜味的背后很可能隐藏着一些人们尚未了解的特殊物质。他觉得很有必要把海带中藏着的鲜味物质分离出来。
池田教授用日语中的“鲜美”这个词给这种味道命了名，这种白色的，能让食物变得鲜美的物质，则被命名为味素。这种物质的化学名称叫作谷氨酸钠，我们更熟悉的一个名字叫作味精。
顺便说一句：味精和鸡精都是很安全的食品添加剂，甚至国家都没有规定添加剂量的限制，凡是有关味精有害的各种说法都是谣言。
海带在繁殖的季节，会释放出大量的孢子。这些孢子的样子，看起来就像是一个小动物，它们的头上长着一长一短两根触角，叫作鞭毛。通过摆动这两根不一样长的鞭毛，海带的孢子就可以四处游动了。
这些孢子首先会发育成雌雄两种配子体，再由配子体释放出精子和卵子，精子和卵子再次结合后，发育出的新一代孢子体就能发育出小海带来了。如果海水的温度过高，就会导致海带的配子体无法发育，小海带自然也就长不出来了。
一种生命，如果不是动物，就必定是植物。一开始我们认为，会动的生命就是动物，而不会动的就是植物。后来，我们又发现，植物都能进行光合作用，于是就开始用能否进行光合作用和不会动这两点来区分动植物。
海带所在的分类，名叫SAR超类群，包括“不等鞭毛类”“囊泡虫类”和“有孔虫类”这三个大类。
很多人小时候都曾经幻想过，如果我们的皮肤里能植入叶绿体，不就可以靠喝西北风和晒太阳过日子了吗？科学研究告诉我们，这个想法基本靠谱，假如忽略能量转换效率的问题，还真的能解决我们的温饱问题。化身为叶绿体的蓝细菌果然是一名最佳合伙人，谁能跟它成功地合作，谁就能拥有光合作用的超能力，这与是不是植物没关系。
在我们地球上，生产者、消费者、分解者三个角色缺一不可。我们的生物圈也在这种三位一体的循环中保持着平衡
第四节 珊瑚，遭殃的建设者
所以，珊瑚礁之所以会变白，是因为有颜色的珊瑚虫死了，露出了下面的白色外骨骼。
咱们还用创业来打个比方，珊瑚虫这家公司里，有90%的效益都是虫黄藻这一位明星员工创造的。如果虫黄藻这位明星员工有一天不干了，那珊瑚虫整个公司的人就全都得饿肚子。
装备了虫黄藻的珊瑚虫，就像是一台活着的碳酸钙3D打印机。它们体内的每一个虫黄藻都在一刻不停地合成着石灰石。这些石灰石，最终会被珊瑚虫用来建设自己的外骨骼。随着亿万只珊瑚虫的世代更替，这些外骨骼也逐渐变大，直到最终露出海面，变成一个个的岛屿。这简直是沧海桑田的最好例证。
珊瑚虫和虫黄藻组成了这世界上唯一的动植物的共生系统。
除了众所周知的海水温度上升导致的珊瑚白化，科学家还在实验中发现，海水温度突然降低、光照变化或者海水中的有机物含量增多，都会导致虫黄藻与珊瑚虫分离。如果不能让虫黄藻尽快回到珊瑚虫体内，珊瑚虫就会彻底死亡。
珊瑚虫还能合成一种名叫绿荧光蛋白的物质，绿荧光蛋白可以吸收掉刺激虫黄藻分裂的蓝色光，从而实现控制虫黄藻繁殖的目的。
我们最担心的海平面升高问题还没有发生，生活在海底的珊瑚就已经开始受不了了。(5)虽然我们承认全球变暖是人类活动引起的，但是，从人类的视角来看，0.8℃的升温就造成了大面积的珊瑚白化，这珊瑚也未免太脆弱了吧，这种行为有点儿像跟环境赌气而自杀了。
我们大家去沙滩玩耍，在身上涂抹防晒霜是很自然而然的事情。但是，防晒霜中最常见的一些物质，比如羟苯甲酮等化学物质，会随着海水的冲刷而溶解在海水中。这些物质会导致珊瑚虫的DNA损伤，最终导致珊瑚的白化
按照珊瑚白化的速度，科学家预计，2050年之后，活的珊瑚虫很可能从地球上彻底消失。致力于保护珊瑚的海洋科学家现在不得不面对现实，重整旗鼓。也许除了保护环境，我们还需要做一些更底层的研究，彻底解开珊瑚白化之谜。
第二章 它们全吃肉，它们都有毒
在过去的几十年里，病毒感染被认为是印度暴发急性脑炎综合征的主要原因。但是，根据科学家的最新研究，急性脑炎综合征之所以会暴发，很可能与空腹大量食用荔枝有关系。这种由于吃荔枝而出现的低血糖症状和脑神经损伤，有一个很直观的名字，叫作荔枝病。
说到这里，相信很多人都想问，荔枝的味道这么甜美，里面肯定含有大量的糖，吃糖又怎么会造成低血糖呢？荔枝中确实含有大量的糖。据测定，每100克荔枝果肉里，就含有高达16克的糖。荔枝在水果当中含糖量遥遥领先，是当之无愧的甜度冠军(2)。但是荔枝中的糖类，成分主要是果糖。果糖这个东西，是不能直接被身体吸收的，能被人体直接吸收的糖类只有葡萄糖。
直到2017年，荔枝病的真正原因才被一项研究彻底揭开，研究论文发表在著名医学期刊《柳叶刀》上。原来，导致荔枝病的并不是荔枝中的果糖，而是一种名叫亚甲基环丙基乙酸的物质，简称MCPA。
MCPA主要存在于荔枝核和尚未完全成熟的荔枝果肉中。当荔枝完全成熟后，MCPA就所剩无几了。这就是为什么荔枝病总是在荔枝产地高发的原因。内地的城市能吃到的都是已经熟透的荔枝，自然也就不容易发生荔枝病了。
再比如我们熟悉的马铃薯，可以食用的部位只限于它们的块茎而已，马铃薯的其他部位，特别是马铃薯的果实里含有大量的龙葵碱，对人类来说是剧毒。即使是可以食用的马铃薯茎块，也并不是绝对安全的。一旦它们开始发芽，芽眼四周就会聚集起大量的龙葵碱，食用后还是会中毒。(4)
还有一些人类喜爱的食物，虽然可以吃，但确实是有毒的。比如咖啡、巧克力以及有辛辣气味的洋葱、韭菜和大蒜，我们之所以能够安全地吃它们，只是因为我们人类已经适应了它们的毒性而已。如果把这类食物喂给小猫、小狗，那是必然会引起中毒的。
种子有毒可并不是荔枝的专利，几乎所有的水果种子都有毒。你可能会说，不对呀，杏仁、桃仁这些种子，不是很流行的干果吗？怎么会有毒呢？其实啊，杏仁、桃仁不仅有毒，毒性还不小呢。这些种子当中，含有一种名叫氰甙（qíng dài）的物质，这种物质溶于水后，会产生有剧毒的氢氰酸。如果给小白鼠喂食苦杏仁，只需要一粒，就可以把小白鼠毒死，那真的是比老鼠药还管用呢
植物在亿万年的演化中，创造了无数种毒素，而动物则练就了一种迅速识别有毒物质的绝技。这种绝技，就是对苦味的感知。我们曾经把人类能够品尝到的味道，归为酸、甜、苦、辣、咸五味。后来我们知道，辣味其实并不是味觉，而是一种痛觉。我们不只是舌头能够品尝到辣味，全身的皮肤都有可能会被辣到。
但是，有意思的是，在酸、甜、苦、咸、鲜、肥这六种味道当中，苦味显得尤其特殊。当我们的舌头接触到氢离子的时候，我们就察觉到了酸味。当舌头接触到糖类的时候，我们就尝到了甜。如果有钠离子接触到我们的舌头，我们就可以品尝到咸味。如果接触到舌头的是氨基酸或者脂肪，那我们就能品尝到鲜味或油脂的味道了。
而对于植物来说，毒死动物并不是它们的最佳策略，它们的最佳策略是用毒素来惩罚不守规矩的玩家，植物要让那些动物牢牢记住，离自己的种子远一点。毕竟，毒死咬过自己的所有动物，并不能让下一个动物不咬自己。只有惩罚它们，让它们记住，才是生存的最优解。
古人说“良药苦口”这是毫无道理的，既没有统计学上的证据，也没有任何逻辑上的证据。如果说“毒药苦口”反而是有依据的。
后来的一些研究发现，人们对于除了苦味以外的其他味道，全都能够达成味觉体验上的一致。只有苦味，总会有一部分人，有着不一样的感知。
苦瓜之所以苦，主要是因为苦瓜的细胞中含有苦味素和野黄瓜汁酶这两种物质。但是假如我们把苦瓜放上一段时间，让它们自然成熟，当它的外表变成黄色的时候，苦瓜就不再是苦的了。这与荔枝成熟后变得无毒的原理是一样的，植物在它们的种子尚未成熟的时候，是不希望任何动物吃掉它们的果实的。
回甘，就是吃过苦味食物之后，嘴里面留下的那种清甜的感觉。这种感觉其实与辣味是相似的，是我们人体受到外界伤害后，产生的一种自我修复的补偿效应。
读完本节的故事，我们就得到了一个关于植物的普遍规律，那就是：所有的植物都有毒。这是一个有点儿令人惊讶，但仔细思考之后却显而易见的结论。下一节，我会再给你揭示一个关于植物的普遍规律，可能会吓你一跳。
第二节 食虫植物，植物学习吃肉的历史
洪堡发现，有毒的大树是真的，巨大到能把人包裹起来的树是真的，迷失在丛林里的人是真的，探险队员的白骨也是真的。但是，马克累人很显然用错误的记忆，把这些东西错误地糅合在一起，创造出了可怕的食人植物。能把这些恐怖元素串联起来的线索也是真实存在的，那就是个子虽然不大但确实能捕食昆虫和小动物的食虫植物。
茅膏菜是一类多年生的草本植物，也是食虫植物中种类最多、分布最广的一个种类。不仅在英国乡下，除了南极洲，你几乎可以在世界各地找到这种小草。它们普遍都很矮小，喜欢生活在潮湿的环境中。它们的叶子是圆形的，叶片边缘长着许多可以分泌黏液的腺毛，当昆虫落到叶面时，就会被粘住。这些细小的腺毛特别敏感，假如有外物触及，就会像含羞草一样将叶片弯曲起来，将昆虫紧紧地压在叶片里面。当昆虫逐渐被消化后，叶片又会恢复成原来的样子。
经过大量的实验后，达尔文发现，茅膏菜能够分辨出食物的真伪。那些明显可以吃的东西，茅膏菜会立即产生反应；那些不能吃的东西，茅膏菜就会表现得无动于衷。
但是，直到最后，达尔文也没有想通为什么茅膏菜对待硝酸铵和氯化铵的态度是截然不同的。
这个观点的提出者，正是整个生物学界不可撼动的、泰山北斗一样的人物，他就是现代生物分类学之父、双命名法的创始人林奈。林奈坚决拒绝承认植物的食肉属性，他无法相信，植物怎么可能会主动捕食昆虫。
食虫植物的生态位相当有趣，它们所缺少的是植物生命中，除了碳、氢、氧三种基础元素之外最重要的元素——氮。
在农业上，专门有一种肥料叫作叶面肥。叶面肥就是将肥料溶液直接喷洒在叶片的表面，让植物直接吸收。叶面肥所利用的，正是植物都会吃肉，或者说都能吸收氮元素这个原理。
讲到这里，不知道你还记不记得达尔文没有想通的那个问题：为什么茅膏菜对硝酸铵反应强烈，却对氯化铵无动于衷呢？原因就是，雨水中的氮肥都是硝态氮。对硝酸铵这种硝态氮的敏感性，是所有植物与生俱来的本领。
动物捕食是为了获得能量，而植物进行捕食，只是为了获得氮元素而已。
第三节 爬藤植物，为攻城略地而生
爬藤植物也叫作攀缘植物、藤蔓植物或者藤本植物。爬藤植物的共同特征就是自己的身体不能直立，必须借助别的植物或者自然环境，才能够向上生长。爬藤植物在我们生活中是很常见的，爬山虎、牵牛花、绿萝、葫芦、南瓜、葡萄甚至猕猴桃，它们都是爬藤植物。[插图]榼藤压垮曾经攀爬过的树木全世界究竟有多少种爬藤植物，并没有一个非常确切的数字。植物学家通过小范围的观察统计，推测出热带森林中有20%～25%的物种，都属于爬藤植物。(10)在我国，已知的爬藤植物有3000多种。与多肉植物或者食虫植物类似，这些爬藤植物并没有一个共同的祖先，它们比较均匀地分布在80多个科300多个属之中。(11)
成长为参天大树，对于植物来说，并不是必备的生存技能，它只是争取阳光的一种方式而已。
爬藤植物的第一个发明，叫作攀缘刺。顾名思义，这类爬藤植物是用长在茎部的棘刺或者倒钩去攀缘的。棘刺和倒钩并不是专门为了攀爬而生的器官，它们主要的作用仍然是为了避免哺乳动物的啃食。但是，当它们的茎部紧紧靠住墙壁时，新长出来的倒钩就会把墙壁钩住，实现向上攀爬的目的。
一株藤本蔷薇一个夏天可以覆盖上百平方米的墙壁，开上千朵花，这是普通的月季和玫瑰根本不敢想象的生命规模。
爬藤植物的第二个发明，叫作攀缘根。
所以，任何给生物分类的方法，其实都是人为的。在自然界，我们永远找不到一个非黑即白的明确界限。
第三种发明可以叫作安全绳。
爬藤植物的第四种发明是最受达尔文重视的，那就是专用的攀爬器官。
除了攀爬行为以外，达尔文还在爬藤植物身上观察到另外一个有趣的现象：在他所观察的42种爬藤植物中，有11种藤蔓总是向左缠绕，有30种藤蔓总是向右缠绕，而何首乌的藤总是显得有些随意，它们有时候向左，有时候向右。
于是，在地球引力和磁场的共同作用下，就产生了左旋和右旋的差异。而生活在赤道地区的爬藤植物，由于太阳就在头顶，所以旋转方向就比较随意。
在自然界中，只要有相同的环境压力，生命就有可能拿出类似或者相同的解决方案，这就是趋同演化。
第四节 榕树，热带雨林里的独立王国
在整个自然界里，只有榕树拥有这种独木成林的本领。
我们总以为雨林厚厚的落叶下面，必然是营养丰富、疏松肥沃的土壤。但事实上，雨林下的土壤，不仅不够肥沃，甚至是异常贫瘠的。这是因为雨林中的降雨特别充足，过多的水分流过土壤后，就会产生淋溶现象。土壤中的磷、钾、钙、镁等植物所需的元素会溶解到水中，随着土壤水分的下渗流失到地下水和河流中。土壤里剩下的物质，都是溶解度更低的铝和铁的氧化物。
之所以称它们为气生根，是因为它们不像正常的根那样，是从地下的主根附近长出来的，这些气生根会从枝干上萌发出来，裸露在空气中，所以才叫气生根。
榕树的这种生存策略，有点儿像一家创业公司用独立核算的方式来考核新成立的分公司。如果每一家分公司都能养活自己，甚至盈利，那么榕树就能不断地扩大自己的规模，让公司越做越大。
一个残酷的事实就是，榕树把阻挡它生长的很多树木都杀死了。这就是榕树用于应对外部竞争的秘密武器——绞杀作用。
讲到这里，你会不会觉得榕树有些霸道和残忍？其实你完全没有必要这样想。因为榕树的绞杀能力，从来就不是为了杀死竞争对手而准备的。我们观察到的绞杀现象，不过是大自然演化过程中发生的一个巧合而已。
它们之所以能够做到这样的动作，是因为植物细胞在被触碰的时候，会发出一些特殊的化学信号。这些化学信号，可以让茎部正对面的那些细胞生长和分裂得更快一些。对面的细胞生长速度快，那些触须就自然而然地向着被触碰的方向弯曲了。
榕树从一个独霸一方的垄断型企业摇身一变，成了一个能够容纳多种生态的开放平台，实现了与周围动植物的密切共生。
在我们普通人眼里，无花果就是一种来自西域的水果而已。然而，你有所不知的是，无花果树也是榕树的一种，而从广义上来说，800多种榕树的果实都可以叫作无花果。我们经常吃的无花果，也有几十种之多。
佛经中有：一花一世界，一叶一菩提。在你知道了榕树的故事之后，你是不是会觉得这偈语实在深刻
第五节 根瘤，豆科植物的绝地反击
在富含蛋白质的食物当中，牛肉的蛋白质含量大约是20%，三文鱼的蛋白质含量大约是17%，鸡蛋含有12%的蛋白质，牛奶的蛋白质含量大约是3%。不过，位列蛋白质含量首位的食物并不是上面这些，而是一种植物性食物——大豆。(18)大豆的蛋白质含量接近40%，在所有食物中遥遥领先。
现在，全世界大约有18000种豆科植物，在物种数量上排名第三。物种数量上排名在豆科植物前面的，是菊科和兰科植物。
豆科植物除了可以从土壤中吸收氮元素外，也可以从空气中吸收氮元素，而吸收的途径就是利用根部的根瘤进行。
一个细菌如果意外变异出一种抗药基因，这个基因不仅会传给下一代细菌，同时也会水平传递给其他的细菌。于是，一群细菌很容易就获得了抗药性。科学家认为，正是一些固氮细菌意外获得了能让植物感染根瘤病的基因，才变成了现在的根瘤菌。
先吸引，再改变，最后再实施控制，这是豆科植物征服根瘤菌的三大步骤。首先，豆科植物会从根部发出类黄酮、肌醇一类的信号物质，这等于在说：这里有份好工作，可以发挥你的特长，快来吧。附近的固氮细菌得到信号，就会聚集到豆科植物的根毛附近。这时候，豆科植物原本圆润的根毛细胞，就会在靠近土壤的一端伸长、弯曲，尽量扩大与土壤的接触面积。一旦固氮细菌与这些变形的根毛细胞接触，根毛细胞就会在细胞膜上打开一扇门，放固氮细菌进来
豆科植物与根瘤菌，是一个植物驯化了微生物的经典案例，也是弱小植物绝地反击最后开疆拓土的故事。
第三章 生存大挑战下的最终赢家
苔藓不再需要泡在水里才能繁殖，只要有雨水或者露水把它们打湿，它们就能繁殖后代。
第一个里程碑：苔藓演化出类似茎叶的分化结构，可以短时间在陆地上生活。第二个里程碑：苔藓演化出孢子囊，可以大量繁殖后代，从此进入演化的快车道。第三个里程碑：苔藓演化出可以爆开的精子囊，从此繁殖无须在水中进行。第四个里程碑：苔藓演化出储水细胞，死去的苔藓也能帮助改善环境。第五个里程碑：苔藓演化出长时间隐生也就是装死的能力，用来对抗恶劣的自然环境。
苔藓在演化的过程中也经历过好几次重大的分化，最终形成了苔纲植物、藓纲植物和角苔纲植物。
区分苔和藓是很容易的，如果用一句话来简单概括，那就是：“苔”是趴在地面上生长的，而“藓”则是挺立着生长的。
死去的苔藓与风化的矿质土层混合在一起，变成肥沃的土壤。那些水中的苔藓残骸则会逐渐抬高湖底，让湖泊逐渐变成沼泽，最后再变成富含有机质的陆地。就是在这样不断迭代之中，地球的环境发生了巨大的改变，让越来越多的陆生生物出现在地球的舞台上。
第二节 走出非洲，景天科植物大迁徙
多肉植物与咱们前面讲过的食虫植物一样，并不是一个严谨的植物学分类。只要某种植物根、茎、叶中的任何一个部分，演化出专门用来储水的器官，就可以叫作多肉植物
其实，由于景天科植物形态特殊，分布又十分广泛，它们的归类和起源一直都是植物学中的老大难问题。
门、纲、目、科、属、种是我们现在最常用的植物分类方法。
再往上到“目”这个级别，普通人就不容易找到植物的共性了。比如，即便我告诉你，秋海棠和西瓜都是葫芦目的成员，你也很难找到它们之间的共同特点。
为了让你理解仙女杯属植物到底有多特殊，我们再拿国际连锁餐厅来给你举个例子。这就好比说，在同一条街道上，开了四家同一品牌的连锁餐厅。有一天，这家连锁餐厅搞了一个促销活动，但是，消费者惊讶地发现，仙女杯餐厅的优惠券不能在另外三家餐厅里使用，而另外三家餐厅的优惠券却是互相通用的。那么，消费者们不禁会怀疑，仙女杯餐厅真的跟其他餐厅是同一品牌吗？伯格又做了很多杂交实验，希望能找到仙女杯属如此特殊的原因。但是很快，不幸就降临了。1931年4月20日，伯格因为阑尾炎去世。直到去世的那一刻，他仍然思索着这个关于仙女杯属的古怪问题。
1978年，荷兰乌得勒支大学的博士生亨德里克·哈特，通过染色体研究和创建景天科植物基因库的方式，在伯格分类的基础上，重新规划了景天科植物的分类。起初，这只是他攻读博士期间选择的研究，但令哈特没有想到的是，这项研究极其艰苦，一做就是22年。2000年，56岁的哈特英年早逝。这是为景天科的身世之谜付出一生的第二位科学家。
景天科植物在发起全球大迁徙的时候，恐怕不会想到，若干年后，会有一种直立行走的灵长类动物，沿着它们的足迹，走遍了全球。它们更不会想到，它们肥胖呆萌的体态，竟然征服了这些灵长类动物。人类不仅心甘情愿地为它们浇水，更有一批科学家，历经300年的时间，前赴后继，只为了揭开景天科植物的身世之谜。
第三节 桉树，驯服考拉很容易
这个童话一样的故事来自澳大利亚作家默里·鲍尔的著名小说《桉树》
在全世界范围内，从来没有任何一种植物，能像桉树一样，成为一个大洲独有的植物。其他的植物，要么是分布的面积极小，要么是没有独有性。
考拉在我们普通人的印象里，总是一副顽皮可爱、憨态可掬的样子。但事实上，考拉们的生活可以说是相当无趣。由于高大的桉树帮助考拉屏蔽了绝大部分危险，考拉的一生几乎只有两件事情可做，那就是睡觉和嚼桉树叶，如果供人参观不算是事情的话。
刚刚离开育儿袋的考拉幼崽是嚼不动桉树叶的，这是因为它们的牙齿还没有长好。这个阶段，它们只能以母亲的粪便为食。你可别觉得这件事儿很恶心，其实考拉除了桉树叶，根本没吃过任何别的东西。对于小考拉来说，母亲的粪便不过就是烹饪过的桉树叶而已。“烹饪”会让食物更好消化，考拉也懂得这个道理。
这一点和我们的大熊猫也挺像的，都是每天吃很多很多，拉很多很多，这都是由它们的食谱单一，食物的能量密度太低导致的。
最后，只有考拉演化出了消化纤维素并且代谢桉叶油的能力，让它们即使整天都在嚼桉树叶，也不用担心会发生中毒反应。
而2016年对在北美洲陆续发现的一系列化石的一项研究也表明，澳大利亚独有的有袋类动物也是起源于美洲大陆的(4)。我不知道一名澳大利亚人知道了这两件事，会有什么样的感受。我猜，大概跟我们听说中国以外的地方，挖到了更加古老的大熊猫化石是差不多的心情吧。
澳大利亚像我国一样幅员辽阔，但却算不上物产丰富
过度的水分散失会让植物萎蔫死亡。我们熟悉的仙人掌科植物，选择的演化路线是将叶片特化成刺状，来减少水分散失。但是桉树的解决方案则完全不同。有一种桉树，名叫杏仁桉，它是世界上长得最高的树种之一，常常可以长到100米以上。
桉叶油还有一个很有趣的特点，就是闪点特别低，只有50℃。在澳大利亚这种炎热干旱的地方，即便完全没有外界火源，单凭高温干燥的天气，桉叶油都有可能会燃烧起来。2020年年初澳大利亚的大火之所以持续了半年之久，一个很重要的原因，就是森林里到处都是容易燃烧的桉树叶。
桉树的这种行为，很像是那些动不动就发动自杀式降维打击的创业公司。他们不惜大幅度削减自己的利润，甚至赔钱去冲击市场，目的就是给市场上的同行以毁灭性的打击。有时候，他们甚至把整个行业都彻底颠覆也在所不惜。然而，因为早已习惯了野蛮生长，所以在每一次自杀式打击之后，能从废墟中率先站起来的，往往也是这类公司。
木材的质量好不好，往往要看树木最终能长成的高度。因为木材质量与树木的高度是需要匹配的。树木越高，木质的硬度就需要越大，这样才能支撑树木的高度。
据调查，中国桉树的种植面积只占森林面积的 2% 左右。但是，就是这2% 的桉树，却生产出全国大约三分之一的木材。(5)如果你关注过家具市场，就会发现，这些年来有一种名叫“澳洲红木”的木材，质地坚硬，价格便宜，已经成为红木的替代品
历史上有记录的最高树木是一棵杏仁桉，它高达132米，相当于44层楼房的高度。(6)根据木材的力学特性，建筑学家计算出，一棵生长在地球上的树，它的极限高度是140米左右，再高，就超出了单根木材能够承受的高度极限了。
提到吸水，你可能会想到大气压力。但是，物理学常识告诉我们，一个大气压大概只能把水柱提升10米而已。显然，仅凭大气压是没办法让水提升更高的。
这些结构也让水面与空气的接触面积变得非常大，植物的气孔一旦打开，水分就会立即蒸发。蒸发的过程给植物的导管提供了相当大的负压。根据测算，树木依靠蒸腾作用，可以产生相当于15个大气压的负压，这么大的压力，就足以把水分提升到150米的高度了。(7)这就是树木输送水分的秘密。
先是适应环境自我改变，然后逐渐开始影响环境，最后把自身变成环境去影响整个生态，植物之所以能够展现出比动物更加强大的力量，靠的就是这个方法。
第四节 菟丝子，剑走偏锋的魔教杀手
菟丝子是一种寄生植物，属于旋花科
植物拥有嗅觉，这并不是什么新鲜事。很多人都有这样的生活经验，把那些比较生的水果，放在那些已经成熟的水果附近，就能让它们快点儿成熟。相反，如果能及时从水果堆里，把已经成熟的水果挑出来单独放，就能让水果保鲜更久。水果们之所以能够同步关于成熟的信息，靠的就是它们的嗅觉。
菟丝子在抓住番茄之后，采取的也是和房东差不多的策略。它们不需要根系吸收养分，也不需要叶片提供光合作用。它们会长出一种名叫吸器的结构，这些吸器就像是一种特殊的根系，它们会刺破植物的表皮细胞，深入植物组织内部，直接吸收养分。这些吸器，就是菟丝子向宿主植物收取房租的利器。
菟丝子在缠住宿主植物之前，所有的养分全部来自一颗直径不足1毫米的种子。这颗种子中储存的养分，可以帮助纤细的菟丝子生长到70厘米的长度。菟丝子必须在一周左右的时间内找到周围的宿主植物，否则，种子里为数不多的胚乳耗尽之后，菟丝子小苗就只能死亡。
对生命来说，DNA就像是一本生命的说明书，而RNA则负责复制和传递这本说明书上的信息，实现生命的各种功能。信使RNA就是专门传递信息的那一类RNA。
菟丝子看起来已经不再像是一种单一的植物了，它更像是连接不同植物间的电话线。菟丝子以一己之力，重新定义了神经系统，它就是植物间的神经系统。你可别以为菟丝子架设的神经系统只是为了更好地进攻宿主植物，事实上，这套神经系统已经在菟丝子覆盖的植物群落中发挥作用了。
吴建强博士猜测，如果信使RNA的跨宿主传递是这套植物神经系统的底层功能，那么菟丝子能传递的信号应该不止一种。进一步研究后发现，当某一株植物缺水的时候，菟丝子也能通过信使RNA读出宿主体内无机盐含量的增加。同样，它也会用同样的手段去提醒其他的宿主植物，帮助其他宿主植物抵抗即将到来的干旱
第五节 兰花，把昆虫玩弄于股掌之间
我已经没法再用创业者来比喻兰花在演化中的创新行为了，因为这些创新的生存策略，已经严重违反了商业道德。在全世界两万多种兰科植物中，至少有7000种兰花，也就是总数量的三分之一，在用欺骗的手法吸引昆虫为它们授粉。
这种把自己伪装成食物的骗术，叫作食源性欺骗。
科学家曾经做过实验，他们把蜜蜂兰、雄性地花蜂和雌性地花蜂放在一起，看看蜜蜂兰和雌性地花蜂到底谁对雄性地花蜂的吸引力更大。实验的结果让科学家大跌眼镜。实验数据表明，雄性地花蜂被蜜蜂兰吸引的次数明显多于雌蜂。以假乱真的蜜蜂兰，竟然连雄性地花蜂都没办法正确辨认。
这场竞争，以地花蜂逃避式的演化为最终的结局，蜜蜂兰完胜
作为昆虫来说，一生也就只有三个理想，那就是食物、配偶和巢穴。兰花简直抓住了昆虫的命门，把三种欺骗方式做到了极致，在这场竞争中打得昆虫毫无还手之力，彻底变成了任人宰割的韭菜。
兰花的种子，舍弃了胚乳这类体积很大的营养组织。它们的每一粒种子，都轻得像一粒灰尘。在一颗桃核大小的兰花蒴果里，包含的种子数量可能有数百万粒之多。每一粒种子，都携带着一份略有不同的基因。这种生殖策略，自然能产生出更多的变异。这正是兰花奇异多样的生物学基础。
兰花的祖先起源于中生代。那个时代的地球，哪里有什么种子植物的生存空间，那里是蕨类植物的天下。但是，兰科植物的祖先还是找到了一个相对空白的生态位，那就是附生在岩石、悬崖或者高大的树干上。这些地方的特点是干燥、贫瘠而且缺少土壤，是蕨类植物看不上的地方。细小的兰花种子可以随风飘散，到达这类地方。
兰花的种子通过与真菌共生，抛弃了胚乳，实现了体积最小化；通过最小化的种子，实现了超多种子数量的策略；通过花粉块策略，为海量的种子实现高效率地授粉；通过超多种子，加上高效地授粉，实现了高水平的基因多样性；通过高水平的基因多样性，造就了兰花精妙绝伦的拟态能力；
第四章 改变自己，顺带着改变了世界
斯科维尔马上意识到，辣是一种非常主观的感受，不同的人吃不同的辣椒，感觉很不相同，主观感受肯定没办法用来衡量辣椒的辣度。那么，如何才能把主观感受转化成可以量化的客观指标呢？这成了斯科维尔必须解决的难题。
斯科维尔就想，既然大家能对一种食物到底有没有辣味达成一致，那就干脆把相同重量的辣椒捣碎，然后用水稀释它们。当大部分人都品尝不出稀释溶液的辣味时，稀释的倍数就是辣椒的辣度。
最常见的甜椒，它的辣度是100左右。青椒的辣度大约是6000，四川朝天椒的辣度可以达到5万左右。另外两种贵州的知名辣椒——小米椒和牛角椒，它们的辣度能达到20万，而公认的中国最辣的辣椒——海南黄灯笼，辣度可以达到50万。
当我们围坐在红油火锅周围，谈论着中国传统美食文化时，我们可能忽略了一个事实：除了南美洲的原住民以外，全世界人认识辣椒的时间，都不过500年而已。
我国最早开始享用辣椒的地区，是贵州省。贵州是一个多山的省份，交通不便，又不产食盐，所以，对于当地的老百姓来说，在食物中加入味道浓郁的辣椒，就可以减少食盐的使用。
20世纪50年代，进化生物学家丹·詹森提出，辣味是辣椒中的辣椒素激活痛觉感知神经元而产生的疼痛感。这个理论被接受以后，辣味就不再是一种味道，而是一种痛觉了
辣椒素产生的灼热感，会让我们大脑产生一种机体受到了伤害的错觉。大脑为了减轻身体的痛苦，就会分泌出内啡肽来帮我们止疼。然而，我们的身体并没有真的受伤，在灼热感过后，我们就能快乐地享受消耗不掉的内啡肽和多巴胺了。
第二节 胡椒与薄荷，调味品的革命
但很遗憾的是，味觉其实并不是为了美食而生的。甜味意味着糖类；苦味意味着危险的有毒物质；咸味意味着维护体液平衡和神经传导的钾钠离子；酸味可以引导我们摄入能够调节体内pH值的物质，同时促进食欲；肥腻的味道意味着脂肪；鲜味意味着蛋白质和氨基酸。六种味觉其实都只与生存有关
如果把尚未成熟的胡椒浆果晾干，就会得到表皮发皱、颜色暗黑的胡椒粒。把这种胡椒粒连壳一起磨碎，就是我们平常食用的黑胡椒了。如果让胡椒的浆果彻底成熟，就会得到白色饱满的胡椒粒。喜欢吃胡椒的人都知道，白胡椒的味道比黑胡椒更温和。
阿拉伯人把胡椒彻底磨碎，伪装成一种珍贵的矿物。欧洲人足足花了1000年的时间，才逐渐弄清楚胡椒的来历。
2002年，科学家发现了人体的第一种低温感受受体，也就是TRPM8 。(9)这类受体十分敏感，只要周围的温度低于25℃时，它们就能够感知得到。
不仅人类对迷人的香味着迷，很多动物也一样。如果你养过猫的话，一定对猫薄荷这种植物有所耳闻。猫薄荷的大名叫作假荆芥，与薄荷同属于唇形科，也算是薄荷的远亲。这种植物中让小猫着迷的物质，名叫荆芥内酯，它可以刺激猫科动物的大脑神经元，让小猫产生兴奋感。
猫薄荷并不是唯一一种能让小猫着迷的植物，有一种名叫天木蓼（liǎo）的植物，它对小猫的吸引力，比猫薄荷还要强。
第三节 棉花与桑树，人类不再寒冷
衣服起到的作用，就是利用致密的纤维，把贴近体表的空气分隔成很多的小空间，这样就减少了皮肤表面的空气流动，达到了保暖的目的。
所以你看，生物界并没有绝对正确的生存策略，在追求基因多样性这一点上，棉花与景天的策略完全是两个极端，但是它们同样都走遍了全球
印度应该是全世界最早开始驯化棉花并将其用来织布的民族。公元前3000多年，印度就已经出现棉纺织品了。时至今日，印度也仍然是世界第二的产棉大国。
在我国，一直到宋朝，棉花的种植才开始从南方地区逐渐普及开来。直到宋末元初，我国的棉纺织业才开始出现爆炸式的快速发展。这个爆炸式发展的起点，也是一系列的纺织技术革新，发起这些技术革新的人，就是黄道婆。
昆虫按照食性可以分成三类。第一种是只吃一种植物，别的植物什么都不吃的，比如水稻的害虫三化螟，它们的幼虫只吃水稻，其他什么都不吃。第二种就是什么都吃、来者不拒的昆虫，比如棉铃虫，虽然它们对棉花的危害非常严重，但其实它们并不挑食，别的植物它们也吃。第三种是处于它们之间的寡食性昆虫，它们只会吃少数几类植物。
影响蚕丝质量的最重要的两种物质，就是桑叶中的纤维素和粗蛋白
一个桑葚，其实就是一整个花序。桑葚上面布满了密密麻麻的小凸起，每一个凸起都是一个小小的果实。这种结构的果实，植物学上叫作聚花果。
第四节 咖啡与茶，神秘远方的馈赠
生物碱是一类包罗万象的含氮有机物，吗啡、鸦片、可卡因这些臭名昭著的毒品，都属于生物碱类物质。
几乎所有柑橘类植物的叶子和花中都含有咖啡因，不过它们的果实中并不含有咖啡因，所以我们没法通过吃橘子的方法来摆脱困倦。
对于养蜂人来说，咖啡因不仅没有帮他提高蜂蜜的产量，正相反，这些蜜蜂的产蜜量还可能会降低。
如果你因为没喝咖啡就没办法集中精力工作，或者不喝咖啡就会感觉到抑郁和焦虑，那就是对咖啡因成瘾了。戒掉咖啡因通常不会很难。一位咖啡成瘾者如果忍住不喝咖啡，那些不舒服的感觉一般只会持续10天，顶多两个星期，大多数人的戒断反应就会彻底消失。但是，也有一些人的戒断反应相当强烈，如果没有足够的意志力，他们就只能选择终生与咖啡为伴了。
在我们的大脑中，有一种专门用于感知疲劳感的机制。当我们身体内的能量耗尽的时候，大脑神经细胞表面的腺苷就会与腺苷受体发生结合，发生结合的腺苷数量越多，发出的睡眠信号也就越强烈。
咖啡并不是单一的某一种植物，它是茜（qiàn）草科咖啡属里所有植物的统称，大约有60种
决定一个咖啡品种是否优秀的指标不是产量，也不是咖啡因的含量，而是风味。比如，从口感上说，阿拉比卡咖啡豆油脂丰富、略带酸味，而罗布斯塔咖啡豆则有一股麦粒的香气。如果把三种咖啡豆按照不同比例混合起来，就能调节咖啡的口感和味道。
在干燥的咖啡豆中，含有大约2%的咖啡因，但干燥的茶叶中含有的咖啡因达到了3.5%。我们感觉喝茶可以提神，这种提神的作用来自咖啡因，而不是茶碱。
不过欧洲人不喜欢单独品尝茶叶的味道，而是参照喝咖啡的做法，把茶水与牛奶还有糖共同混合饮用。
第五节 罂粟，人类与毒品的故事
他们相信，这款药的推出就是一个英雄般的壮举，于是就用德语中的“英雄”这个词给新药命了名。这个单词的中文翻译你应该非常熟悉，它就是“海洛因”。
鸦片、吗啡、海洛因，这些对人类社会造成过重大伤害的顶级毒品，全部产自同一种植物——罂粟。
科学家根据化学性质的不同，将植物体内的有毒物质划分成了七大类，其中种类最多并且最致命的有毒物质，就是生物碱。
我们的身体里天生就能分泌一种带有镇痛功能的物质，名叫内啡肽。内啡肽的化学结构与吗啡很相似。当内啡肽与我们体内的吗啡受体结合时，就会产生镇痛的效果。我们的关节摩擦、内脏的振动都会产生痛觉，而内啡肽的存在，让我们在正常运动的时候不会受到疼痛的困扰。
但是，内啡肽也不是越多越好，如果分泌太多，就会干扰身体的正常机能。所以，我们的大脑就演化出一种保护机制，当体内的内啡肽过多时，我们的身体就会抑制内啡肽的分泌。吸食毒品的结果，就会对体内的内啡肽分泌形成抑制作用。久而久之，人体分泌内啡肽的能力就会降低，严重的甚至会停止分泌内啡肽。这时候，如果强行戒断毒品，就会因为缺少内啡肽而浑身疼痛难忍，生理机能也会发生紊乱。
按照如今人类对于毒品的划分，毒品分为抑制型、兴奋型和致幻型三种。抑制型可以抑制中枢神经系统，让人变得放松；兴奋型能刺激中枢神经系统，使人产生兴奋；致幻型则让人产生幻觉，导致精神的抽离。
鸦片罂粟与其他罂粟属植物最重要的区别，就在于鸦片罂粟在成熟后，会形成一个圆球形的膨大果实，这种结构在植物学上叫作蒴果。如果用刀划开蒴果，里面就会渗出白色的乳汁，这些乳汁就是制造鸦片的原料。[插图]在中国，种植最为广泛的罂粟属植物，莫过于虞美人了。虞美人也是最常被老百姓误认为是鸦片罂粟的植物。虞美人中也含有微量的吗啡，所以，在古代，虞美人也曾有被当作止咳和镇痛药物来使用的历史。但虞美人中的吗啡含量，远远不至于让人或者任何动物上瘾
考古学家认为，古人类很可能是从种植罂粟这类没有实际用处但是却对文明发展很重要的毒品植物中逐渐启动了农耕文明的。
科学家研究发现，海洛因在到达肝脏后，还是会代谢成吗啡，而这个代谢过程，导致了更强的成瘾性。
第六节 巧克力，为人类贡献苦涩
直到今天，长时间的搅拌仍然是巧克力生产过程中最重要的一道工艺，就是这道工艺，造就了现代巧克力独特的口感和芳香。林特就是第一个品尝到现代巧克力味道的人。
一般的花朵都在新枝上长出花芽，等结出果实后，就会缀满枝头。但是可可树完全不是这样，它们的花朵会开在老枝或者树干上。这是热带植物中特有的一种奇怪现象，叫作老茎生花。
如果你没见过树葡萄长什么样子，我强烈建议你现在就把“树葡萄”当作关键词，搜索一下它的图片。不过我还是要提醒你，如果你有密集恐惧症，搜索图片之前一定要做好心理准备才行。
人体对可可碱的代谢率非常高，6～12小时就可以把体内的可可碱完全代谢掉，所以比起其他生物碱，这种物质对人体更加安全。但对于猫和狗来说，大约要72小时才能完全代谢掉体内的可可碱。因此，只要一小块黑巧克力，就足以让这些小动物中毒乃至丧命了，这也是猫、狗不能吃巧克力的原因所在。(35)
喜欢甜食的西班牙人，用蔗糖替换了可可豆饮料中的辣椒和香料，制作出更符合欧洲人口味的可可饮料。可可豆终于再次变得供不应求。
直到现在，天然可可豆仍然是在露天的环境下，用这种传统的方式制作而成的。在发酵的过程中，自然免不了会有一些昆虫和动物把可可豆的果肉当作美食，因此美国食品药品监督管理局（FDA）只好对巧克力制定了一个相对宽松的卫生标准：6块100克的巧克力中，检出昆虫碎片的平均数量不能超过60个，单块巧克力不能超过90个；啮齿类动物（其实就是老鼠）的毛发平均不能超过1根，单块巧克力不能超过3根。也就是说，巧克力里面混有少量昆虫尸体或老鼠毛是正常的。(39)
大比例的可可粉和少量的可可脂，可以制造出苦味浓郁的黑巧克力；如果一点儿可可粉都不加，只用可可脂来制造，造出来的就是白巧克力；如果在巧克力浆中加入牛奶，就是牛奶巧克力了
人类已经和自然环境一样，成为植物的最强合作者，也是影响植物命运的最重要的因素。
第五章 植物与人类，到底谁征服了谁
2014年，以色列历史学家尤瓦尔·赫拉利写了一本《人类简史》，很快就被翻译成60多种语言，在全世界都很流行。在这本书里，赫拉利就提出了一个非常有趣的观点—— “人类以为自己驯化了植物，但其实是植物驯化了人类”。
换回染色体的例子，乌拉尔图小麦提供的染色体分别是1、2、3，而拟山羊草提供的染色体是1、2、4，两者无法完全匹配，怎么办呢？那就干脆把所有染色体都扩增一倍算了。于是，杂交融合后的染色体就变成1、2、3、1、2、4，原来的3条染色体就变成6条了。染色体倍增事件在植物界是经常发生的。促进远缘杂交的基因融合，只是染色体倍增事件发生的原因之一。还有一些染色体倍增事件会莫名其妙地发生，科学家暂时也不确定它们染色体发生倍增的具体原因。
小麦之所以能成为最早被人类种植的作物，不是因为它有多好吃，而是它有如同杂草一样的强大生命力。
一些小麦由于基因变异，产生了麦粒成熟之后不会自动脱落的变种。本来，在自然条件下，发生了这种变异的小麦会因为种子无法传播而必然灭绝。但遇到人类之后，这些籽粒不会脱落的小麦瞬间变成了天之骄子。
当发生干旱、高温和病害的时候，小麦就会出现严重的减产甚至绝收。
1981年，李振声团队发布了我国第一个远缘杂交小麦品种——小偃6号。1985年，李振声凭借小偃6号的成就，获得了国家科技发明奖一等奖，2007年获得了国家最高科技奖。他是我国当之无愧的杂交小麦之父，成就与袁隆平比肩。
我国是世界第一人口大国，我们国家的粮食安全问题，远没有我们日常生活中体验到的那么轻松。岁月静好的背后，一定是有人在为你负重前行。
第二节 甘蔗，甜蜜的血泪史
那些热衷于减肥的人，会尽量避免吃太甜的食物，却常常会忘记米饭和各种面食也是糖类。一般来说，由碳、氢与氧三种元素所组成，元素比例符合碳与水的聚合物的化合物，都可以称之为糖。所以，我们也会把糖类叫作碳水化合物。
纤维素应该是最常见的、具有奇特性质的糖类物质了。纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，它不溶于水，也不溶于常见的各种有机溶剂。纤维素的化学性质，让我们很难把它和糖联系在一起。我们的身体可以消化葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉，但却无法消化纤维素。但是，当纤维素进入肠道之后，却能够起到促进肠道蠕动、加快粪便排出的作用。因此，我们也会把纤维素叫作膳食纤维。
当气温逐渐下降的时候，很多植物都会主动合成糖类物质，来抵御低温。冬天经历过低温的蔬菜吃起来会有一些清甜的口感，也是这个原因。
区分“树”与“草”的标准看的是茎的结构。如果仔细观察一棵被砍断的树，你多半可以看到一圈一圈的年轮。这是因为木本植物的茎中有一个叫作形成层的结构，这部分组织会随着树木的生长不断进行分化，形成新的木质部和韧皮部。大树之所以能越长越粗，就是因为形成层不停地分化而造成的。一年四季的温度变化，会让形成层的生长速度忽快忽慢，这就是年轮形成的原因。
第一个原因是，它们全都是“碳四植物”。这里我要稍微解释一下“碳四植物”的概念。一般的植物，它们在光合作用之后，产生的化合物含有的碳原子个数是3个，这些植物被统称为“碳三植物”。那么顾名思义，“碳四植物”的意思就是，在光合作用之后，产生的化合物中的碳原子个数是4个。“碳四植物”吸收和固定二氧化碳的能力更强，自然也就生长得更快。“碳四植物”可以在二氧化碳浓度较低的环境里更高效地进行光合作用。甘蔗、高粱和玉米都是“碳四植物”，而相对矮小的小麦和水稻，都是经典的“碳三植物”。
过多地摄入糖，比过度摄入脂肪的危害更大。当我们过度摄入脂肪时，腻的感觉会让我们停下来。但是，摄入糖类却能让人更加快乐。如果在脂肪里加入适量的糖，就可以让人吃了脂肪也不会有腻的感觉。美味的奶油就是脂肪和糖的混合物，但我们却很少会觉得奶油是油腻的(19)。
第三节 番茄，美杜莎的诱惑
这个故事的主角更有名气，他就是美国的第三任总统托马斯·杰弗逊。杰弗逊总统给我们留下的印象，主要是美国的开国元勋和起草《独立宣言》这些政治事件。其实，杰弗逊的爱好非常广泛，他喜欢古生物学、建筑学，还亲自动手做了很多技术发明，算是一个小有名气的发明家。
你可能还以为，很多哺乳动物都喜欢吃多汁的浆果，这个认知也是错的。绝大多数哺乳动物都是色盲，它们根本没办法分辨出红色，更不知道果实什么时候才是成熟的。
不过很遗憾的是，鸟类虽然能辨识出象征着浆果成熟的红色，但它们却缺少品尝甜味的味觉。
现在我们就知道了，所有有甜味的水果，其实都是人类驯化和选育的结果。在自然界中，根本就没有让水果变得更甜的环境压力。你身边所有甜美的果实，都是人类在短短几千年的时间里，与植物共同创造的。在去除了演化的随机因素之后，演化的进程就会陡然加快到不可思议的程度。
2002年5月5日，里克教授在加州大学戴维斯分校的研究中心里安详地去世了，他死在了自己热爱的工作岗位上。里克教授的成就，差不多相当于杂交水稻领域的袁隆平。但是，与家喻户晓的袁隆平院士不同，里克教授是默默无闻地走完了他的一生。全世界每个人都享受着里克教授的工作成果，却几乎没有人认识他。
在这个世界上，我们常常会不自觉地从人类的视角来看待世界。我们会把动物分成野生动物和家禽家畜，我们还会把植物分成野生植物和农作物。但是，如果抛弃人类中心主义，站在植物的视角来看问题，你就会发现，人类对于植物而言，只不过就是一种不会飞的、大号的蜜蜂而已。植物付出一定的代价，比如用果实满足人类的口腹之欲，而人类则帮助它们传粉和播种，然后战胜那些没有与人类达成合作的其他植物。
第四节 玉米，为何我是末日作物
光合作用的核心过程，就是利用光能把水和二氧化碳合成为有机物。这是身为植物的底层核心科技。植物细胞里大部分物质都是水，所以在光合作用的过程中，水不是问题。但是，想让二氧化碳进入细胞，难度就有点儿大了。二氧化碳是气体，总不能包裹成一个气泡送进细胞里去吧。所以，植物光合作用前很重要的一个环节，就是要想办法把二氧化碳给固定下来。
碳四植物在固定二氧化碳这件事上，发明了一些新技术。它们采用苹果酸或者天门冬氨酸来固定二氧化碳，在固碳的过程中只会吸附二氧化碳，不会吸附氧气，这就大大提高了光合作用的效率。因为这两种酸都含有4个碳原子，所以它们被称作碳四植物。
值得一提的是这位比德尔，他最初是和他的同门师姐芭芭拉·麦克林托克（Barbara McClintock）一起研究玉米的，但是后来觉得玉米的课题实在太难了，就放弃了玉米，改行去研究真菌了。比德尔退出以后，就剩下师姐芭芭拉在苦苦支撑。
玛丽的论文并不是这场争论的终点，事实上，这场争论直到今天仍在继续，每隔一段时间，就会有新的证据被发现，理论也会随之调整。这就是科学的魅力，科学永远不会故步自封，也永远不会是不变的真理，它不过是现有证据支撑起来的一座大厦。每一位科学家毕生的追求其实都是要击碎这座大厦，然后用新的证据在废墟上重建它。
第五节 蔷薇，花开两朵，各表一枝
我国土生土长的樱桃与美国进口的车厘子还真不是一个种。我国本土的小樱桃学名叫作毛樱桃，它起源于我国的喜马拉雅地区(35)。而车厘子的学名叫作欧洲甜樱桃，它起源于西亚地区和黑海沿岸(37)。
很不幸，这回又一次被吃货言中了。无论是本土樱桃还是车厘子，都是蔷薇科李属的成员。不太精确地说，樱桃还真的就是一种小号的李子。下次你再吃李子的时候，可以好好观察一下，你会发现李子的果实结构，确实就是樱桃的放大版。
在所有的蔷薇科植物里，如果它们的果实只有一粒种子，类似樱桃、李子或者桃，那么它们就归属于桃亚科。如果它们像苹果、梨或者海棠一样，在一个果实里藏着不止一颗种子，那么它们就归属于蔷薇亚科
草莓诱人多汁的果肉，其实并不是它的果实，而是它膨大的花托。草莓真正的种子，是它表面上一粒一粒类似芝麻的东西。
很多人都以为，水果的口感越甜，含糖量自然就越高，这个理解是错误的。假如我们把100克的香蕉和100克的山楂进行比较，如果问你这两种水果中哪一个糖分更高，相信你大概率会选择香蕉，而不是山楂。毕竟直觉告诉我们，香蕉是口味香甜的水果，而山楂则酸得我们睁不开眼睛。但是，进行了含糖量检查之后，却发现事实并非如此。根据测算，100克香蕉中糖类物质的占比大约是15克，而山楂则有25克，足足是香蕉的1.7倍
决定一种水果的口感是甜还是酸，除了含糖量以外，更重要的指标叫作糖酸比，也就是水果中还原糖和有机酸的比例关系
我们能够品尝到酸味，原因是我们拥有感受氢离子浓度的酸味受体。这个受体的存在，本质上是为了避免我们吃下高腐蚀性的食物。逃避酸味几乎是所有哺乳动物共同的本能，水果中的有机酸，可以有效解决种子在成熟之前被哺乳动物吃掉的问题。
1993年，人类学家杰克·古迪（Jack Goody）在论文中提出了他的观点。古迪认为，人类之所以喜欢花，是因为鲜花具有“难以持久”和“需要付出代价才能获得”这两个特点，而这两个特点正好是奢侈品的属性。
中国现代美学的奠基人朱光潜教授，曾经提出过“无用之用”的美学观点。朱光潜认为，美的东西，必须是没有实用价值的。如果过于实用，人们就会去关注它的实用价值，而忽视美的一面。而美又不能是完全无用的，完全无用的东西，也无法引起人类精神层面上的共鸣。
曾经有一份研究表明，新生婴儿最关注的是人脸和表情，其次，对花朵形状的物品也会有额外的关注。这项试验从侧面为人类天生就爱花的观点提供了佐证。
桃花和梅花有一种很神奇的现象，叫作跳枝。跳枝的意思是说，在同一株桃花或者梅花上面，有可能会产生两种不同颜色的花朵，而且这种花朵颜色的变化完全没有规律可言，很有可能今年在一根枝条上出现半白半红的颜色，但是明年这种现象又出现在另外一根枝条上。因此，这种现象才有了一个跳枝的名称。
比梅花、樱花、桃花这些专门用于观赏的蔷薇科植物更无用的，可以算是月季、玫瑰和蔷薇了。在人类眼里，月季、玫瑰和蔷薇都是纯粹的赏花植物，虽然它们也会结出结构类似苹果的小型果实，但人类从来都没有打过吃掉它们的主意。
当你真的去花卉市场的时候，恐怕依然分不清它们三者的区别，因为花卉市场里，往往把所有的鲜切花都叫作玫瑰，把所有的盆花都叫作月季，而蔷薇则是它们的统称。
第六章 意外的启发
植物之所以要生成白色的乳汁，是为了抵御真菌、昆虫以及其他动物的侵袭。不过，今天咱们要从人类的角度，看一看这些植物乳汁的神奇特性。天然橡胶在橡胶树体内的时候，是橡胶树营养物质的载体，所以，它们必须以可以流动的液态形式存在。但当这些乳汁流出来的时候，又必须变成固态，这样才能堵住植物表皮的破损，为伤口提供保护。
树脂的味道之所以是香的，是因为这些具有挥发性的化学物质对很多害虫都有驱避作用。几乎所有能够驱虫的植物，在我们人类看来都是香的。敌人的敌人就是朋友，这个道理在我们的文章里已经讲过很多次了。
当伤害仅仅是意外造成的外伤时，松树就只分泌出一些化学结构简单的单萜化合物，这些单萜化合物成分简单，凝固更快，维持分泌的时间也比较短。而一旦松树受到的伤害来自害虫时，它就会释放出更多的挥发性物质，这时候的树脂凝固速度会慢一些，分泌树脂的量也会更多。这样，害虫就更有可能被赶走，甚至被树脂包裹住。
凝固之后的松脂，有着极为稳定的化学性质，可以放置上亿年的时间而不腐坏。久而久之就会形成一种特殊的化石，其中透明的化石叫作琥珀，而不透明的那些则叫作蜜蜡。
原来很多无法想象的设备，都因为硫化橡胶的出现而成为可能。第二次工业革命的烈火就这样被硫化橡胶点燃了。
这或许就是人类和植物之间关系的一种写照：人类的发展从未脱离过自然，而人类文明本身，就是生命协作和演化的最高成就。
第二节 植物染料，世界变得五彩斑斓
没错。但是我还可以继续追问，为什么叶绿素是绿色的呢？这是因为叶绿素是一种能够吸收可见光中红光和蓝光的色素，基本上不会吸收绿光，叶绿素会把绿色光反射出去，这就是植物的叶子呈现出绿色的原因。
如果吸收高能量的光子不利于植物的生存，那它们就应该优先把伤害最大的紫色光反射出去才对。这样的话，更多的植物应该呈现出蓝色或者紫色，而不是现在的绿色。
如果嗜盐杆菌占领着整个海洋，那么大海就不会像现在这样呈现出蓝色。如果你从太空望向地球，你会看到一个被紫色海洋包裹着的星球，这就是著名的“紫色地球假说”。
视黄醛的结构要比叶绿素简单得多，不需要氧气的参与，也能让生命获取到阳光中的能量。这就意味着，即使没有氧气，生命也依然可能存在。它们很可能类似嗜盐杆菌，可以利用阳光中的绿色光进行光合作用。
而对于我们人类来说，人类有三种视锥细胞，分别对平均波长564纳米的黄绿色、534纳米的绿色和420纳米的蓝紫色最为敏感。也正因为如此，自古以来人类在众多颜色中，对于绿色和蓝色尤其关注。
1793年，伊莉莎去世，人们在费城的圣彼得大教堂为她举行了隆重的葬礼。华盛顿总统亲自为她抬棺，以表达对她的尊敬。木蓝改变了伊莉莎的命运。与木蓝类似，在茜草、红花、姜黄、栀子的背后，同样有着植物改变颜色，随即改变一群人命运的故事。
第三节 拟南芥，我能用来做实验
原来拟南芥是一种严格自花授粉的植物，它们身上的特征，全部都是基因突变不断积累的结果。由于不需要与其他植株交换基因，亲代的遗传特征可以分毫不差地遗传给子代。莱巴赫感到欣喜若狂，这简直就是为科学研究而创造的物种嘛。
这正是莱巴赫梦寐以求的方法，如果X射线真能诱发拟南芥的基因变异，那就有可能创造出无数种不同的拟南芥生态型来。拟南芥在实验中的实际表现，比莱巴赫期待的更好，在辐射中保持了活性的种子，很大比例都发生了这样或者那样的变异。而这些变异大多数都可以完美地遗传给下一代。
每一类生命，都有自己的模式生物，除了代表昆虫的果蝇，还有代表哺乳动物的小鼠，代表鱼类的斑马鱼，代表细菌的大肠杆菌，代表真菌的啤酒酵母，代表病毒的噬菌体。
莱巴赫把他一生对于拟南芥的研究成果整理成了一本学术专著，只要一有机会，他就会向同行宣传拟南芥的各种优点。然而事与愿违，直到1967年，拟南芥也没有能得到植物学界的足够重视(23)，82岁的莱巴赫带着一生的遗憾去世了。
用比较简略的过程来说，浸花法转基因大概可以分成三步：第一步：让需要插入目标植物的DNA片段在大肠杆菌中复制；第二步：用化学方法把准备好的DNA片段转入农杆菌的转移DNA质粒当中；第三步：让富含农杆菌的溶液去感染拟南芥尚未授粉的花。
2000年，拟南芥成为植物界第一个进行了完整基因组测序的植物。
正是由于拟南芥的存在，让人类掌握了一个驯化和培育植物的利器。拟南芥这株不起眼的小草，就像是一位穿梭于人类世界和植物世界的大使，让人类与植物之间的关系更为紧密与和谐。
是结局也是开始，植物将走向何方
香蕉已经因为真菌的侵袭灭绝过一次，现在它们很可能会经历再一次的灭绝事件。
如果你想象不出大麦克的香味也没有关系，你可以买一瓶香蕉口味的饮料尝一尝，你会发现，香蕉味的饮料与我们平常吃的卡文迪许香蕉一点儿都不像。你觉得不像那就对了，因为这些香蕉味道的香精并不是依照卡文迪许香蕉而制作的。它们的味道，属于曾经风靡全球的大麦克香蕉。
既然大麦克的味道那么好，为什么今天却没有种植了呢？这个问题的答案有点儿让人悲伤，这是因为大麦克已经灭绝了。20世纪40年代，南美香蕉种植园的工人们发现，大麦克的叶子会莫名其妙地发黄，随后很快，这些叶片发黄的植株就枯萎死亡了。当他们把死去的香蕉树连根拔出的时候，发现植株的根部早就已经彻底腐烂，变成了一团纤维状的团块。
1940年至1960年，不到21年的时间里，仅仅洪都拉斯、苏里南、哥斯达黎加这三个国家就有超过4万公顷(4)的香蕉树被感染。除了把香蕉树连根拔掉以外，人们完全没有办法。数量众多的香蕉种植园被彻底摧毁，造成了相当于今天182亿美元(5)的损失。
野生香蕉想要结出种子，就要依赖一种小蝙蝠为它授粉，而丛林生态的变化，让这些小蝙蝠消失了。巴登哈根观察到，已经有好多年都没有新的香蕉幼苗长出来了。
在人类的干扰下，鸟类和哺乳动物的灭绝速度比人类出现以前提高了1000倍。1600年以来，有记录的高等动植物已经灭绝了724种。这就是正在发生的第六次物种大灭绝事件。
我的第四个判断是：海洋中的藻类种类会越来越多，这可能会影响海洋乃至整个地球的生态系统。
我的第五个判断可能脑洞有点儿大，那就是菌类负责生产，植物负责好看。
只要拥有一套DNA，任何生命都可以用来生产。所以，细菌和真菌才是更适合生产的合作伙伴。也许我们可以把可可树的基因移植给某种细菌，让细菌直接变身成为咖啡粉。我们还可以把小麦的基因移植给蘑菇，让蘑菇粉也能用来包饺子。如果我们能够走出这一步，专门负责生产的农作物，很可能会逐渐被更高效的微生物所取代，农业也会呈现出一种完全不同的面貌。甚至生产氧气的职责，单细胞藻类也会比植物完成得更好。而植物本身，很可能就会成为人类温室里的宠物，好看就是它们最终的价值。
或许终有一天，人类会离开地球这个摇篮，成为一个星际物种。但我相信，植物作为地球环境的一部分，依旧还会继续存在。属于植物的时代过去如此，现在如此，未来也不会变。
后记
一个人是董轶强，一位精通植物科普的职业作家。董轶强曾经做过程序员，因为对植物的强烈兴趣，他在三十多岁的时候突然决定转行做多肉植物的种植。他自己弄了一个种植大棚，每天像一个辛勤的园丁一样乐此不疲（董轶强吐槽说：比喻不恰当，什么叫“像一个辛勤的园丁”，本来就是一个辛勤的园丁嘛）
