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植物为什么没有进化出运动的能力?是没必要还是做不到?

2020-12-16 19:55:01
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因为植物已经享受到运动能力的好处了,所以不需要额外进化出运动能力。

运动——进化的伟大发明

在遗传学还没有高度发达的过去,博物学家将生命分为动物、植物、细菌这三种,主要依据就是体型与运动能力。

但是现在我们知道,这种方法是不正确的,蘑菇再像植物也不是植物,鲸再像鱼也不是鱼。但毫无疑问,运动能力是最显著的,最容易被明显感知的差异,这也是生命的一个伟大发明。有了运动能力后,生命进化的速度发生了天翻地覆的变化,作为占有地球生态圈80%碳总量的植物,自然不可能放弃利用这一巨大优势的机会。动物可不是植物的敌人,相反的是,在动物的帮助下,植物的扩张速度达到了前所未有的境地。

动物的运动能力源自肌肉在进化中的出现,而肌肉则是来自细胞中两个基本结构——细胞骨架与马达蛋白,这两种结构不同的蛋白分别构成了肌球蛋白与肌动蛋白,通过复杂的ATP供能和钙离子运输,肌肉实现了将化学能转化为机械能的壮举。

肌肉给生命“目的”

那么肌肉的发明对生命有怎样的意义呢?它赋予了生物以强烈的捕食意愿,让生物进化出了“目的”。之前海洋中的生物都是固定在一个地方,过着与世无争的佛系生活,只会从海流中过滤一点有机碎屑维生,比如一直幸存到今天的简单动物——海笔。这种动物是由很多水螅虫群居而形成,如果不科普,你一定不认为它是动物,因为你根本看不出它有什么运动能力,它的名字也是来源于其过滤为生的特殊结构——它就像一只羽毛笔。

要知道,在寒武纪之前生命基本是没有动物能力的,在原始海洋中所有的动物都是这幅德性,与今天的植物看起来也基本没有区别。

当然,运动能力是一种非常消耗能源的行为,对能量非常宝贵的生命来说,其实是一个好选择。但这样就没有多少可以进化的空间,毕竟过滤是一件非常简单的事情,结构再怎么进化也就只能这样了。

也正是如此,运动与眼睛的出现可能是令达尔文第一次大困惑事件的幕后推动力量——寒武纪生命大爆发,现代生命的几乎所有形式都在那个时代一下子全都出现了,与进化论中“缓慢而循序渐进”的规律不太相容。

从无性到有性的植物

植物是藻类登陆后出现的,大约是距今四亿三千万年前的志留纪。早期繁荣的植物是蕨类植物,这些植物保留了与藻类一样的生殖方案,释放出极小的生殖细胞——孢子。孢子会直接分裂变成新的个体,是一种无性生殖方案。

但是无性生殖是一种进化速度相当慢的方案,终于在1亿多年之后,历经石松类、楔叶类、真蕨类和种子蕨类后,第一类有性生殖的植物诞生了,被称为裸子植物。

沐浴在性的力量之下后,新时代的植物大获全胜,一下子就把以蕨类为主的无性植物挤下了舞台,变成了非常边缘化,在生死边缘徘徊的可怜虫。

为什么性的力量那么强大?因为有性生殖可以让不同个体间交换优秀的DNA,以更快的速度适应环境。不过植物出现有性生殖的时间相当的短,动物早在寒武纪就已经出现掌握了有性生殖的物种,而植物一直到接近两亿年后才开始大面积普及。

有性生殖有一个问题,就是没有运动能力的植物要如何交换DNA呢?虽然植物大多是雌雄同体,可以自花授粉,但这样就失去交换的意义的。最初的方案是利用自然的力量,有一些被称为活化石的植物还保留着这种原始的模式,就是产生数量巨大但极小极轻的花粉,只需要一点风就可以为它们搭桥牵线。

贿赂动物——享受好处

但是很快就有一些“聪明”的植物“发现”,只需要给这些一直啃咬自己的小东西一点“贿赂”,就可以搭乘肌肉的便车,自由地与其它个体交换DNA了!于是作为吸引这些小东西“赃款”,植物在生殖器官处进化出了蜜腺,又为了能让动物方便地找到自己,植物进化出了特殊的叶子,可以有效地反射紫外线引动昆虫的注意,于是会开花的植物——被子植物终于在白垩纪早期出现了!

利用了动物的能力带来的成功是巨大的,被子植物拥有大约20万个物种,占整个植物界的一半!从此植物与动物达成了一种新型的关系,植物没有肌肉也依然可以通过平等地付出享用运动这一奇迹般的力量!

更广为人知的是植物的“圈地运动”——种子的传播,还是通过“贿赂”鸟类等动物的手段,被子植物结出了营养鲜美的果实,让它们的消化道成为付费的播种机,传遍全球。

所以植物当然不会进化出运动能力了,既可以享受运动的好处又可以保持不动的优势,只需要付出一点小小的代价,真的是太划来了!

我是酋知鱼,一个有点东西的科学作者,欢迎关注!

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