到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

静静的物种日志

第39篇    原创

墨西哥位于中美洲,在太平洋,大西洋和墨西哥湾的环绕下,拥有着漫长的海岸线。

去过墨西哥旅游的人一定对墨西哥著名的旅游城市坎昆难以忘怀,那里无与伦比的自然风光、洁白细软的沙滩,蔚蓝清澈的加勒比海,高大浓密的棕榈树,加上坎昆年平均27℃左右的气温,带着咸湿气息的海风,都会让人陶醉其中,流连忘返。

就像青岛之于东北人,三亚之于中国,马尔代夫之于东南亚,墨西哥的海岸线也是老美们的度假后花园。

到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

然而,一半是海水,另一半就是火焰。如果你呆久了,就会发现三面环海的墨西哥实际上常年干旱,遍地黄沙,你心目中温暖潮湿的海风从来就没有降临过这片土地。墨西哥的象牙海岸,好像是一个很不合常理的存在。

到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

想要理解墨西哥海岸的怪异之处,就必须从墨西哥独特的地理位置说起。墨西哥的地形南北狭长,除了沿海的平原以外,主要以高原和山地为主。在墨西哥的西海岸,常年有一条名叫加利福尼亚的寒流的海流流过。寒流降低了海面上的气温,在海面上形成了一个低压区。空气总是会从高压区流向低压区,所以,不仅没有湿润的海风从海面上吹上沙滩,内陆不断吹向大海的热风,还会把墨西哥高原上仅有的水汽全部带走。即便是拥有20多公里海岸线的坎昆,全年也有足足240多天干旱天气。

到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

严峻的环境给人和植物的生存都带来巨大的挑战。即便是以奇瓦瓦沙漠而得名的多肉植物吉娃娃,也无法在奇瓦瓦沙漠的腹地中生存。在这里,能恣意生长植物的也就只有仙人掌了。
据统计,全世界约有2500多种仙人掌类植物,其中约一半生长在墨西哥。驱车在墨西哥的洲际公路上,你会发现“仙人掌王国”的美称绝非浪得虚名。你可以看到球拍形、圆球形、木桩形等等各种形状千奇百怪的仙人掌。

到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

在我们的普遍认知里,仙人掌都是有刺的。那些“刺”让它们看起来充满了攻击性,其实,那是它为适应自然环境自我选择的一种独特外形。
在干旱地区,全年的降雨都是非常不均匀的,常常连续几个月一滴雨都不会下。那么,在这几个月中,仙人掌是怎么忍受过来的呢?
仙人掌想减少水分的蒸发,自然要先向叶子下手。它们先是把叶子变得越来越小,越来越细。新长出来的仙人掌叶子,还有一点点嫩芽的形态,但是越是成熟的仙人掌躯干,叶子也就越发的变形,最后,这些叶子都会变成木质化的尖刺,再也不会消耗水分了。

到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

叶片变成刺状当然可以减少水分蒸发,但叶子本身的重要功能,也就是光合作用也无法进行了。仙人掌的方案,就是把储存水分和进行光合作用的任务,全部交给原本只是进行养分运输和身体支持的茎部。这样的结构简化,既可以减少水分运输的路径长度,同时也能让尖刺来保护充当水分仓库的茎部。那些想要偷吃仙人掌的动物们,想啃食仙人掌的茎,就免不了被仙人掌的刺扎伤。
但是,仅仅放弃叶片还是不足以锁住水分。因为只要仙人掌还在进行光合作用,就必然需要水和二氧化碳来作为原料。水保存在仙人掌的体内,随时都可以提取出来使用。但二氧化碳怎么办呢?空气中有用不完的二氧化碳,但是,仙人掌想要吸收二氧化碳,就必须打开气孔。一打开气孔,体内的水分就会立即散失出去。这简直就是一个难以解决的悖论。

到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

在夏季的时候,暴虐的阳光会把仙人掌的表皮加热到超过50℃,而仙人掌脚下的沙地,温度则会高达70℃。沙漠里生活的动物绝对不会选择在白天出来活动。它们会等到太阳下山之后,再出来活动。
仙人掌在漫长的演化过程中,也找到了应对烈日的办法。它们会在凉爽的夜晚打开气孔,把空气中的二氧化碳吸收进来,然后经过一系列复杂的化学反应,把二氧化碳储存在有机酸当中。第二天白天,有机酸中的二氧化碳被重新释放出来。这样,光合作用就能顺利地进行了。这个夜晚吸收二氧化碳,白天用于光合作用的方式,名叫景天酸代谢。
干旱环境下的多肉植物大多使用这种特殊的光合作用。它的优点是能非常巧妙的固定碳元素,让植物打开气孔的时候躲开强烈的阳光,从而避免体内水分的散失。不过,它也有缺点,就是景天酸代谢的效率并不高,采用景天酸代谢的多肉植物在固体物质的累积上,效率要低很多。因此,生长在干旱环境中的多肉植物,大多生长缓慢,但同时也比较长寿。

到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

作为沙漠环境的拓荒者,光靠节约水分肯定是不够的。仙人掌还必须拥有强大的吸收水分的能力。在普通人的认知里,可能会认为,仙人掌会把根系深深地扎入土壤,吸收这里的地下水。但是,遗憾的是,奇瓦瓦沙漠是典型的高原沙漠,根本就没有浅层的地下水存在。
所以,它们必须有能力在雨水来临的时候,用最快的速度收集水分。沙漠中的土壤,保水的能力是特别差的。雨水一旦落在沙地上,就会迅速下渗,哪怕吸收的速度稍微慢点儿,都会浪费大量的水分。

到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

仙人掌的策略是蔓延根系。仙人掌的根系很长,但是它们的根系并不往深处扎,它们是在浅层沙土中横向生长的。一棵高大的仙人柱的根系,会在水平方向上织成一张大网,覆盖几百平方米的沙地。一旦开始下雨,几百平方米的网状根系,就会把整片沙地中渗入的雨水一扫而光,全部收集起来。
每一株高大的仙人掌都有自己的领地范围,只有一片足够大面积的沙漠,渗入地下的微量水分才能养活一棵巨大的仙人掌。
但是,这并不是最糟糕的情况,最起码,仙人掌还有一片属于自己的领地。如果在同样干旱而且还布满岩石的山坡上,仙人掌盖如何存活呢?

到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

岩牡丹就是生长在这种更加恶劣环境中的植物。它们生长在墨西哥奇瓦瓦沙漠东部的山地中,这里是墨西哥高原上最干燥的地方。

到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

岩牡丹生活的地方岩石多,没有足够的空间伸展它的根系。因此,岩牡丹能够获得的水分比沙漠里的仙人掌更少。为了对抗这种恶劣的环境,它们干脆把自己的整个躯干都埋在沙砾当中,只让最顶端的部分露出土表。

到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

它们的外表看起来与传统仙人掌截然不同。那些露出地表的部分,看起来就像是一朵朵的牡丹花,这才有了岩牡丹这个名字。

到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

看了这些图,你会不会觉得奇怪,岩牡丹真的是仙人掌吗?仙人掌的叶子不是已经退化了吗?那么,这些层层叠叠的叶片一样的结构,到底是什么呢?它们真的不是叶子吗?
答案是:这些叶子一样的凸起,还真的不是他们的叶子,而是它们从茎部长出来的凸起,这些凸起与叶子的作用一模一样,就是增加植株表面积,进行光合作用。

到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

你如果仔细观察过仙人球,你就会发现,很多品种仙人球,它们的刺都长在一个肉质的凸起上面。有些仙人球刺座位置的肉质凸起非常明显,看起来就像是一根一根的绿色手指长在仙人球上,而它们的刺,就长在绿色手指的末端。这些绿色手指的作用,不用我说,你也能猜到,那就是增大茎部表面积,好让更多的表皮细胞可以进行光合作用。

到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

仙人掌科里有一个乳突球族,归属于这个亚科的植物,全都是这类形态。这些了不起的乳突球族的成员,为了适应沙漠的干旱而舍弃了叶子;又为了适应更恶劣的的山地环境,又重新发明了叶子。

到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

大家看我上面发的这张图。你不需要记这个仙人球的名字。我只是想说,凡是像上图一样,球体上有明显的一粒一粒的凸起的仙人球,基本上都被归入了“乳突球族”这个分类当中了。岩牡丹当然也是乳突球族的成员。

到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

到了岩牡丹这里,它的茎部的肉质凸起干脆就长成一片叶子的形状,这些假的叶片层层叠叠的生长在一起,看起来就像是一朵岩石雕刻成的牡丹花。看到它们的样子很难让人相信,这些并不是真的叶子,这只是仙人掌在演化的过程中全新的发明创造而已。

到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

岩牡丹几乎是世界上生长速度最慢的多肉植物了。岩牡丹属当中的辛顿牡丹、龟甲牡丹,它们都要在30年以上的花龄才会开花,而真正长到成株,则需要100年的时间。这个100年并不是一个夸张的说法,这是真的。养过岩牡丹的花友肯定知道,有些时候,岩牡丹一年也长不出一片“叶子”,一株拥有100片“叶子”的岩牡丹,可不就需要100年的时间嘛。花友们也正是因为这个特点,才把岩牡丹称之为“活着的石头”。
仙人掌科的植物里,重新发明叶子的现象还不在少数。比如,我国花市里随处都能买到的蟹爪兰。它就是原生在巴西热带雨林的仙人掌科植物,那里水分充足,光线却相对较弱,这与传统的仙人掌生活的环境大相径庭。
对于这类环境,蟹爪兰的应对策略是让茎部变得扁平,分支也变得更多,这样就让茎部的受光面积变得尽可能的大。蟹爪兰依然没有传统的叶片,但是,远远的看起来,它们扁平的茎部长出了很多分枝,看起来不仅像是叶子,而且更像是雨林植物的叶子。在潮湿多雨的环境里,蟹爪兰成功地改变了自己的形态,它们也再一次地发明了叶子。

到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

仙人掌科的植物,最初为了在干旱的沙漠中生存,进行了一系列的演化,有着最极致的保水手段,但到了高山或者荒漠地带,为了适应当地的环境,则重新发明了叶子。生命变成现在这个样子,都是环境逼出来的。

到底是怎样的力量,才能让放弃叶子的仙人掌重新长出叶子?

至于那些离开了原生地,经过园艺师们栽培出来的仙人掌们,在我们的居室里过着再也不会缺水的生活。但是,还是再强调一句老掉牙的话吧——千万不要违背了它的原生习性。只有这样,才能让我们和它们长长久久的在一起。
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2021-04-27 原文

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