嘗過恐龍的“零嘴”,我吐到懷疑人生

在介紹今天的主角之前,我們先開個腦洞。

恐龍可以活在今天嗎

電影《侏羅紀公園》和《侏羅紀世界》構建過一個壯觀的世界:巨大的腕龍和樑龍行走於中生代的針葉樹森林,霸王龍和馳龍在廢棄的城市中追逐,計算機技術幫助我們從視覺上實現了兒時的夢想。

尝过恐龙的“零嘴”,我吐到怀疑人生

親歷恐龍世界是不少人的兒時夢想。丨Gerhard Boeggemann

但你想過沒,如果我們今天克隆出一頭植食性恐龍,它能活下去嗎?

你或許能夠猜到答案——不能。

到目前為止,任何一種地球生命的存在和延續都需要依託於其他生命所構建的環境。如果那些已經滅絕的恐龍重返今日,它們要面對的,是一個自己已經缺席了6500萬年的世界:

在這個世界裡,植物主要由有花的被子植物構成,它們在新生代空前繁盛,與新興的鞘翅目、膜翅目等昆蟲類群,以及鳥類、哺乳動物長期共存和鬥爭,產生了很多複雜的次生代謝產物

這類物質最初作為植物的防禦武器出現,但自然演化使得這些物質對存活至今的取食者和植物本身有了很多別樣的意義:它們有些有強烈的毒性,植食性動物會主動避開;有些也許只會造成取食者

輕微不適,甚至增添額外的風味,比如你熟悉甚至喜歡的芥末辣味,就來自十字花科植物中普遍存在的異硫氰酸酯。令人驚奇的是,作為防禦物質的異硫氰酸酯,反而成為了粉蝶科昆蟲產卵的指示物,它們就愛在十字花科植物上產卵,幼蟲以葉片為食。

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蓖麻種子的毒性讓很多動物望而卻步,而芥菜的氣味讓人又愛又恨。丨Schnobby & Dalgial / wikimedia

但對於一隻已經消失了6500萬年的植食性恐龍,今天任何陌生的物質對它而言都可能是劇毒的,會要了它的命,何況更多的微生物致病菌——別忘了,僅僅不到一萬年的隔離,就讓美洲原住民對歐洲人帶去的天花、麻疹、傷寒等幾乎毫無抵抗力,美洲兩大帝國阿茲特克與印加的潰滅,一大原因便是瘟疫的重創。

因此,即使忽略一萬種不可能,我們復活出一頭恐龍,它也很可能只能活在玻璃瓶中。

那麼反過來,如果我們穿越回一億年前的中生代,能生存下去嗎?

什麼都往嘴裡塞的代價

講一個我自己的真人真事。

小時候我特別喜歡在父親辦公室外面的小花園裡逛,那裡有我愛的草叢、水杉樹和金魚池,還有幾叢南方庭院裡常見的半人多高的棕櫚狀植物。那就是

蘇鐵

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蘇鐵植株。丨Holek / wikimedia

絕大多數人都見過蘇鐵。成語“鐵樹開花”的主角就是蘇鐵,用來形容難得一見的事情,但其實這僅限於北方的栽培蘇鐵,在原產地的中國南方特別是長江流域以南,蘇鐵幾乎每年都會“開花”。

當然,蘇鐵是一種裸子植物,這意味著它們沒有真正的“花”。蘇鐵雌雄異株,到了花期,雄性植株會長出形如玉米棒子的小孢子葉球(

“雄球花”),而雌性植株會長出球形的大孢子葉球(“雌球花”)。

一天,還在讀四年級的我突然發現一棵蘇鐵葉叢的中間開著一個黃褐色的巨大毛球,中間嵌著鮮豔欲滴的硃紅色小果子。在《辭海》裡,我知道了那是蘇鐵的大孢子葉球和種子。當時我還無法完整理解裸子植物的受精概念,但卻清楚看到了“蘇鐵”詞條的最後一句:種子可食。

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左:蘇鐵的雄球花;右:蘇鐵雌球花與種子。丨Stan Shebs & Hedwig Storch & Esculapio / wikimedia

我滿心歡喜地把一整棵蘇鐵上的種子都摘了下來,回家後用刀切開,在硃紅肉質的外種皮與硬骨質的中種皮裡面,蘇鐵的種仁泛著潔白晶瑩的光。我嚐了一點,澱粉質,像生板栗,但帶著言的苦澀和氣味,並不好吃。我讓母親把蘇鐵種子煮熟,再嘗,澀味去了不少,但還是不怎麼好吃。作為“勞動成果”,我帶著遺憾吃了兩個。

當晚我在父親辦公室裡玩,忽然感到一陣暈眩噁心,之後開始嘔吐。家人一下慌了,把我送到醫院,醫生問了最近的飲食,很快診斷為食物中毒。但當時網絡極度不發達,醫生沒有處理蘇鐵種子中毒的經驗,只能輸液和觀察。我隨後經歷了有生以來最劇烈的嘔吐和暈眩,幾乎把整個胃腸道給翻過來倒了一遍,第二天胃腸道排空後也依然嘔吐不止。

後來我知道,導致我嘔吐的物質是蘇鐵種子中的蘇鐵苷(cycasin)。《中國植物誌》對蘇鐵的記載有“種子含油和豐富的澱粉,微有毒,供食用和藥用”,而《辭海》簡單記載為“種子可食”,顯然是有問題的

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蘇鐵種子給我上了一課。丨Philmarin / wikimedia

蘇鐵種子中毒在國內並不罕見,而蘇鐵苷的毒性不弱,除了暈眩和嘔吐,國內外都有食用蘇鐵種子導致

肝衰竭死亡的案例。也許是攝入量很少,我幸運地沒有遭遇更多痛苦,除了從此以後再也不想聞到切開的蘇鐵種子的氣味。

藏在種子裡的漸凍症

如果放眼蘇鐵所在的蘇鐵屬(Cycas),毒素的來源甚至更多一些。2014年,風靡一時的“冰桶挑戰”讓人們瞭解了“漸凍症”(ALS,肌萎縮性脊髓側索硬化症)這一罕見病。不過在20世紀中葉,科學家們注意到馬里亞納群島的查莫羅人(Chamorro)有極高比例的ALS患者;而在20世紀50年代之後,患病比例逐年下降。

排除遺傳原因之後,科學家們發現,這很可能與當地人將一種密克羅尼西亞蘇鐵(Cycas micronesica)的種子作為藥物並食用狐蝠有關——與蘇鐵根部共生的念珠藻會製造BMAA(β-甲氨基-L-丙氨酸,一種潛在的神經毒素,可能會導致帕金森及漸凍症),這一毒素會被蘇鐵吸收入植株內,而狐蝠會取食蘇鐵種子

,將毒素進一步富集,查莫羅人獵殺取食狐蝠,就等於食用了高濃度BMAA。50年代後生活習慣改變,當地人的患病率得以下降。進一步研究表明,包括念珠藻在內的絕大多數藍藻都會產生BMAA,共生藍藻在蘇鐵科植物中普遍存在。

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密克羅尼西亞蘇鐵和它的種子。丨Chamorroplants671 / wikimedia

那麼,蘇鐵為什麼會產生或富集這些毒素呢?

蘇鐵每年會新生數枚至一輪新葉,新葉柔軟幼嫩,小葉捲曲如蕨類,而一個星期之後,葉片就伸至並堅硬起來,帶著惱人的鋒芒,以起到防禦作用。現代科學測定蘇鐵苷在蘇鐵植株中普遍存在,而

蘇鐵種子中的蘇鐵苷含量高於其他部位,我們可以推測,這種毒素是植物在長期演化過程中產生的防禦武器——營養豐富的種子胚乳往往是取食者的目標,因此毒素集中於植物繁殖延續所依託的種子,也就能起到更好的防禦效果。

這樣的毒素,是為了防禦誰呢?

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蘇鐵的新葉。丨Takahisa Hirano / Nature Production / mindenpictures

毒素從遠古走來

我們可以通過蘇鐵苷產生的時間來推測防禦的對象。

很多科普書籍都會強調蘇鐵是一種“古老”的植物,蘇鐵類最豐富多樣的化石記錄的確見於晚三疊紀至白堊紀(距今2億3700萬年到6600萬年)。現存的蘇鐵類植物,除去中國、東南亞、澳洲常見的蘇鐵屬Cycas之外,在非洲、美洲和大洋洲還生活著葉片更加寬大的澤米鐵科植物(Zamiaceae),偶爾在花卉市場以“墨西哥鐵樹”之名存在的鱗粃澤米鐵(Zamia furfuracea)就是其中之一。

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鱗粃澤米鐵。丨tato grasso / wikimedia

澤米鐵科和蘇鐵科都會產生蘇鐵苷,可以推測,產生蘇鐵苷毒素的基因繼承自兩者的共同祖先。儘管不同的研究存在巨大差異,但即使最晚的時間,也指示這個共同祖先存在於1億7000萬年前,也就是說,中生代的大部分時間裡,蘇鐵植物很可能都帶著蘇鐵苷毒素。

這種毒素,源自蘇鐵的祖先與那些已經滅絕的遠古生命之間的恩仇。一些研究明確指出,蜥腳類恐龍會取食蘇鐵的嫩葉和種子,蘇鐵硃紅色肉質的外種皮,本是吸引大型蜥腳類恐龍的“零嘴”。恐龍取食並消化肉質的外種皮後,排出裡面的種子,間接幫助蘇鐵種子擴散。如果恐龍嚼碎蘇鐵種子,很可能會體驗到強烈的不適,就像兒時的我。

顯然我不是蘇鐵的意中“龍”。我錯誤地敲開了蘇鐵堅硬骨質的中種皮,那產生於數億年前的古老毒素穿過漫長歲月,擊中了童年的我。而我無意中扮演了那個魯莽穿越到中生代,被一枚蘇鐵種子輕易擊倒的現代人。

演化的河流上沒有停下腳步的生命,也不會善待每一個誤入者。

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蘇鐵,宛如一隻開屏的孔雀。丨ZSSD / mindenpictures

演化之路,還將繼續

物種日曆之前介紹過銀杏,目前蘇鐵類被認為是銀杏現存最近的親戚,它們和銀杏分道揚鑣的時間尚無定論,但也至少是1億年前的故事了。相比銀杏今日凋零到只剩一種,蘇鐵類情況稍好,卻也不太樂觀。世界目前現存蘇鐵類植物不到350種,並且根據IUCN紅色名錄,

82%的蘇鐵類植物受到各種形式的生存威脅

白堊紀晚期,一些嚼碎植物取食的鳥腳類恐龍替代了大型蜥腳類,失去有效傳播者的蘇鐵類植物多樣性驟減;而隨著中生代的結束和非鳥恐龍的滅絕,蘇鐵類再次遭遇重創。但至少,有部分蘇鐵類度過了白堊紀末的大滅絕,並在新生代經歷了局部的繁盛期。

多數現代蘇鐵類開花時溫度會升高,由甲蟲傳粉,而一些現存的大型地生鳥類如鶴鴕,食果哺乳動物如非洲象、狒狒、狐蝠都被觀察到會取食蘇鐵類種子並傳播,它們在蘇鐵的演化之路上扮演了蜥腳類恐龍曾經的角色

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蘇鐵的演化之路,還在繼續。圖為蘇鐵幼苗與幼葉。丨Esculapio / wikimedia

中國是現存蘇鐵科植物的多樣性中心之一。經歷過第四紀冰川期後,中國的絕大多數野生蘇鐵分佈於西南熱帶和亞熱帶山地。我在今年參與了國家極小種群蘇鐵調查與評估,在廣西、貴州、雲南、海南的喀斯特殘峰間,在白色的石灰岩上,偶爾會瞥見翠綠色的孔雀羽一般的葉叢。那就是蘇鐵和它的親戚。

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原生環境中的蘇鐵。丨Piotr Naskrecki / mindenpictures

這次調查也讓我意外地瞭解到,中國東南部的蘇鐵植物在20世紀60年代曾遭遇過一場浩劫:大個體蘇鐵的莖幹含有澱粉,飢餓的人們能夠從蘇鐵中獲取一點可憐的熱量;而80年代後,蘇鐵植物因觀賞價值或者單純是稀有,被濫採、走私、販賣,從曾經的多不勝數到整座山不見,也就是短短十幾年。它們生長緩慢,幾十載光陰也只能長成一小叢。

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福建野外的四川蘇鐵 Cycas szechuanensis,多殘存於人類開墾的果園和墓地周圍。丨鍾蜀黍

今天對多數人而言,蘇鐵可能只是出現在城市和庭院裡的裝飾植物,一年生一輪新葉。也許當時間再次漫長起來,蘇鐵依然會生長在廢棄的混凝土叢林裡,種子被那些不知名的生命吞下、散播,猶如今天那些破碎石灰岩殘峰間的親戚一樣吧。

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蘇鐵盆栽。丨VisionsPictures / mindenpictures

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