青少年科普知识枕边书:植物知识全知道(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-06-28 16:05:43

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作者:李芙蓉

出版社:当代世界出版社

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青少年科普知识枕边书:植物知识全知道

青少年科普知识枕边书:植物知识全知道试读:

前言

植物界是一个千奇百怪、奇趣无穷的世界。它们的生活习性非常复杂,有水生的,也有旱生的;有直立的,也有攀缘的;有独立生活的,也有寄生的;有靠孢子繁殖的,也有靠种子繁殖的。总之,它们为了适应环境,在漫长的年代里,不断产生变异,通过自然选择,形成了各种形态,自然就多种多样了。

为了开发、利用、改造和保护种类繁多的植物资源,让植物为人类造福,我们的祖先很早就开始分辨他们所接触到的植物,并给他们命名。随着科学文化的发展,人们把植物的知识系统化,形成了今天的植物学。在这个极其漫长的过程中,植物是人类赖以生存的最根本的食物来源。历史上,至少有300种植物曾用作食物,约100种已大量种植。稻、麦、玉米、甘蔗、甜菜、马铃薯、甘薯、大豆、蚕豆、椰子和香蕉等曾是,或现在还是世界上最主要的食物,都由原始民族培养而成。茶、咖啡以及酒也都有悠久的历史。植物纤维不仅是服装原料,还可用于制绳、造纸等。森林一直是建材、燃料、纤维、化工原料等的重要来源,在水土保持、野生动物保护等方面也具有很大作用。人类使用的煤和石油等燃料,也是埋在地下的植物在一定条件下,经过很长时间形成的。人类的衣、食、住、行一直都在依赖着植物,而且未来发展也将与植物息息相关。可以看到,植物在维护地球生态环境和物质循环中起着重要作用,在解决当今世界面临的能源危机、环境污染、食物短缺等重大问题上也早已经开始大显身手。

但必须指出的是,地球上的植物种类虽然那么多,但由于人口剧增和人类对植物资源的任意开发、利用和破坏,导致森林大量被砍伐,草原退化,生态环境遭受破坏,野生植物的自然分布区日益缩小,有许多物种已经在地球上消失,还有很多物种也濒于灭亡。因此,更好地认识并保护植物是人类共同的责任。我们编辑出版本书的目的正是希望能引起青少年读者对植物学的兴趣,进一步自觉地重视绿化、爱护植物。

本书在内容编排上分为三个部分。在第一部分,青少年朋友们可以对历史上各国知名植物学家的奋斗历程以及主要贡献有一个大概的了解。在第二部分,青少年朋友们可以浏览到许多奇树异果、奇花异草以及粮食、蔬菜、水果的历史,同时还可以了解到许多植物常识,如植物的“语言”“性别”是怎么回事儿,为什么昙花一现等。 在第三部分,青少年朋友们可以了解到植物对人类未来生产、生活产生的影响以及一些生物工程技术方面的知识。

为了方便青少年读者阅读,本书图文并茂,以讲故事的方式,力求深入浅出,寓科学性于趣味性之中,让你在不知不觉中产生探索植物奥秘的兴趣。科学的神奇在于能认识自然又去改造自然。希望青少年读者能从这本书里受到启迪,做一个爱护自然的有为青少年。 

植物学家的故事

“植物学之王”林奈

植物覆盖着地球陆地表面的绝大部分,随着人类社会的发展,博物学家们搜集到大量的动物、植物和化石标本。1600年,人们知道了约6000种植物,而仅仅过去了100年,植物学家又发现了12000个新物种。到了18世纪,人们对生物物种进行科学分类的愿望变得极为迫切了。这一问题是由后来被称为“植物学之王”的林奈解决的。

卡尔·冯·林奈于1707年出生在瑞典,他的父亲原是一个乡村牧羊人,后来成为当地的乡村牧师。林奈的父亲虽然没能给林奈一个富足的童年,但却使林奈从小就接触到了各种花木。林奈家有一个小花园,里面种植了许多的植物,这个花园激发了林奈对植物不可抑制的热爱。7岁时,林奈上学了,他的父亲希望他好好学习神学,以继承乡村牧师的职业。然而林奈却无心于此,在中学的毕业证书上显示,林奈在班上18名学生中名列第11位。学校老师给林奈的评语是“对学习缺乏兴趣,学习不努力,成绩不好,前景不佳”。

由于林奈糟糕的成绩和贫寒的家境,他的父亲决定要他退学,去皮匠铺当学徒或者去学做裁缝。关键时刻,林奈的物理老师改变了他的命运。这位老师知道,林奈的学习特点与众不同,他对拉丁语和自然科学情有独钟,对植物学有浓厚的兴趣。老师劝林奈的父亲,应该让林奈得到更多的自然科学教育。这样,1727年,依靠父亲倾囊资助的40克朗,林奈终于上了大学,学习医学。从此,世界上少了一个手艺人,多了一个博物学家。

大学生涯对林奈来说既美好又困窘,他的吃穿开销都成问题,有时要在学习之余为同学补鞋,获得一点点收入,但对植物的爱好使林奈坚持了下来。一次,林奈正在大学的植物园中聚精会神地观察植物,塞尔西教授走了过来,他对这个刻苦的青年很感兴趣。经过交谈,教授发现林奈是一个年轻有为的青年,当他了解到林奈的生活难以为继时,便慷慨地邀请林奈到自己家居住。在塞尔西教授的帮助下,林奈的学业突飞猛进,不久,作为一名还没有毕业的学生,他开始在大学讲授植物学,并发表了许多关于植物的文章。此时的林奈立下了一个志向:为地球上所有的植物、动物和矿物命名。

地理大发现开阔了欧洲人的视野,许多学者远涉重洋,从各大洲采集回了许多标本。但是,由于没有一个统一的命名标准,每个发现者都根据自己的喜好来命名所发现的动植物。当进行学术讨论时,由于命名的混乱,人们往往搞不清对方提到的生物到底是什么,在发表文章时生物名称更是混乱不堪。一个系统的命名法则成为生物学家们的迫切需要。林奈以对植物的深入了解为基础,提出了自己的“双命名法”。他在自己的著作《自然系统》中总结出一套命名规则,即每一种动物或植物用两个拉丁文单词来表示,第一个词是生物的属名,表示它所在的类群;第二个词是种名,与其他生物区分开;在种名的后面,再注上命名者的姓名,一方面表示荣誉归属,一方面表示此人要对这个命名负责。这个简单明了的命名法则一问世,就得到了生物学家们的赞扬和支持,经过200多年的应用和修订,成为国际上的学者命名新物种的统一准则。双命名法使纷繁复杂的生物被科学地区分开来,人们一看到某种生物的两个拉丁词,就可以判断这种生物的类别归属。

林奈一生收集的植物标本达14000号,他根据植物花的雄蕊特征,把植物分成了24个纲、116目、1000多个属和1万以上的种。如此浩大的科学工程都由林奈一人完成,所以人们称呼他是“植物学之王”。知识链接

瑞典政府为纪念林奈这位杰出的科学家,先后建立了林奈博物馆、林奈植物园等,并于1917年成立了瑞典林奈学会。为纪念林奈诞辰300周年,瑞典政府将2007年定为“林奈年”,活动主题为“创新、求知、科学”,旨在缅怀这位伟大的科学家的同时,激发青少年对自然科学的兴趣。

布丰和《自然史》

18世纪中期,随着科学的进步,上帝创造万物和物种不变的观点越来越遭到人们的怀疑和反对。许多人都在思考:动物和植物为什么有那样繁多的种类?不同种类的差别是怎样造成的?不同种类之间有没有联系?人是怎样产生的?带着这些疑问,法国博物学家布丰在自己的伟大著作《自然史》中最早提出了物种可变性和进化论的思想。

布丰于1707年出生在法国一个贵族家庭。十几岁时,布丰遵照父亲的意愿学习法律。1727年,布丰遇到了一位瑞典数学家,在他的影响下,布丰学习的重心放到了数学领域。几年后,布丰跨越英吉利海峡到达英国。在那里,他被英国的学术气氛感染,并折服于大科学家牛顿的理论,开始埋头研究物理学。回到法国后,他一边将英国学者的著作翻译成法文,一边进行研究,发表科学论文。1739年,布丰获得了皇家科学院合作院士的头衔,并荣任皇家植物园的园长。此后,他扩建了植物园并收集了大量的动、植、矿物样品和标本。利用这种优越的条件,布丰一边从事博物学研究,一边开始撰写他的巨著——《自然史》。

1749年,《自然史》的前3卷一出版,就轰动了欧洲的学术界。至1788年,一共出版了前36卷。这是一部说明地球与生物起源的通俗性作品,包括地球史、人类史、动物史、鸟类史和矿物史等几大部分,综合了无数的事实材料,对自然界作了精确、详细、科学的描述和解释,提出了许多有价值的创见。在书中,布丰对“月球起源”这个十分古老的问题,提出了“同源说”。他认为太阳系的所有天体,包括地球和月亮,都起源于一次彗星对太阳的猛烈碰撞,都是碰撞所撞下来的太阳碎块。他不相信地球像《圣经》所讲的那样只有6000年历史,他估计地球的历史至少是7万年;在未发表的著作中,他估计地球的年龄是50万年。

通过多年对生物化石的研究,布丰认识到:古代生物和现代生物有明显区别,有的动物的器官已经退化了,例如,猪的侧趾虽已失去了功能,但内部的骨骼仍是完整的。因此,他在《自然史》中多处倡导生物转变论,认为物种是可变的。生物变异的原因在于环境的变化;环境变了,生物会发生相应的变异,而且这些变异会遗传给后代。他指出地球上的物质演变产生了植物和动物,最后有了人类,而不是如《圣经》所说的,是亚当、夏娃偷吃了禁果的结果。虽然后来迫于教会的压力,布丰又不得不说物种是造物主亲自创造的。但布丰的观点,影响了当时的许多生物学家,曾经得到布丰资助过的拉马克,后来建立起了第一个较为系统的生物进化论学说。《自然史》的文学价值也很高,这是因为布丰是一个追求文学风格的作者,他不但提出了“风格就是人本身”这样的名言,正确地指出了文章风格和人的个性之间的关系,而且在写作时也一丝不苟、反复推敲,力求精益求精。在写作《自然史》时,布丰通常写或口述第一遍,自己修改,让人抄下来,然后再改,如此来回多次。他的手稿一般总要修改四五遍,有的篇目甚至改过18次之多。在布丰笔下,小松鼠善良可爱,大象温和憨厚,鸽子夫妇相亲相爱……布丰还把动物拟人化,赋予它们某种人格,马像英勇忠烈的战士,狗是忠心耿耿的义仆,都受到布丰的赞扬;啄木鸟像苦工一样辛勤劳动,得到他的同情;海狸和平共处、毫无争斗,引起他的向往;他把狼比喻为凶残而又怯懦、“浑身一无是处”的暴君,把天鹅描绘为和平的、开明的君主。布丰通过资产阶级人性论的眼光,将动物拟人化,反映了他的社会政治观点,表现了他对封建专制主义政治的不满,寄托了他对“开明君主”的历史唯心主义的理想。《自然史》各卷的陆续出版,不断给布丰带来更大的声誉。1753年,布丰当选为法兰西学院院士。1777年,法国政府在植物园里给他建立了一座铜像,座上用拉丁文写着“献给和大自然一样伟大的天才”,这是布丰生前获得的最高荣誉。一年后,著作等身的布丰去世了。他的学生于1804年又整理出版了《自然史》的后8卷。此后,欧洲掀起了一股认识大自然的热潮,由王公贵族或富商巨贾开设的博物陈列室和植物标本展出室纷纷出现,揭示大自然的书籍也日益受人欢迎,最受推崇的一本书便是布丰的《自然史》。智慧人生

在困难面前,百折不挠的意志是不可或缺的。布丰有句名言:“所谓的天才不过是最大的毅力而已。”布丰正是以毕生的精力搜集了欧洲、美洲和非洲所能发现的所有物种,同时研究它们的生命现象、形态特征,才最终成为了一名富有创新精神的先行者。

“植物园之父”班克斯

邱园是英国的皇家植物园,它的历史可追溯到1759年,当时的邱园是一座占地仅3.5公顷的英国皇家园林,将它变为举世闻名的植物园的是英国植物学家班克斯。

约瑟夫·班克斯出生于英国伦敦的一个贵族家庭。早在13岁时,班克斯就喜欢上了多姿多彩的植物,他下决心要去探索这个神秘未知的世界。于是他向当地为商人服务的采药女学习植物学知识,从母亲那儿偷得植物学读本,慢慢地,他掌握的植物学知识就超过了他的中学老师。

1760年,班克斯进入牛津大学基督教会学校学习,与此同时,他也把对植物学的求知欲带进了这所当时显得死气沉沉的学校,他不满足于学校生物学教授的讲课,并向懂行的老师请教,请校外当时最好的植物学专家来牛津讲学。1764年,班克斯到了继承父亲遗产的法定年龄,一跃成为英国最富有的年轻人之一,班克斯开始计划围绕植物教育和研究的环球之旅。几年后,班克斯以博物学家的身份,搭上了英国皇家海军“尼日尔”号渔业保护船,开始了长达7个月的海上生活。这趟旅行为他的植物标本集奠定了基础。

1768年8月25日,英国为开拓海外殖民地、提高海上航行技术的“奋进”号启程,班克斯拿出一万英镑的巨额资金,带着9个助手登上了这条船。刚开始的兴奋很快为旅途的苦难所代替,班克斯晕船的老毛病又犯了,几乎在整个航程里,他都在呕吐,尽管如此,他还是抓紧一切机会,细致地观察。

1768年11月13日,“奋进”号到达里约热内卢,这是葡萄牙的殖民地,班克斯满以为会受到热烈欢迎,可当地总督却极不友好,禁止他们上岸采集植物,班克斯只好冒着生命危险乘夜偷偷登陆,花了一整天时间寻找植物,搜集到包括西番莲科在内的316种植物,又乘着夜色回到船上。

1769年4月13日,“奋进”号一帆风顺地抵达塔希提岛马塔维亚湾,这里的景色美得惊人——绿色的山坡上到处是美味香甜的果实,大片大片的棕榈树和椰子树,白花花耀眼的沙滩……这一切在蔚蓝色宁静海洋的衬托下,真是一处人间的乐园。塔希提人十分好客,带着丰盛的食物,组成团队迎接客人。当船员上岸后,又献上绿色树枝表示友好。在这里,船员们目睹了土著居民住在树下、没有围墙的非常原始的生活。安顿下来后,船员与当地人的冲突日见明显,班克斯不得不居中调停。尽管为此占用了不少搜集植物的时间,可他也因此获得了了解塔希提人民族文化的机会。

1769年7月13日,“奋进”号再次扬帆,经过将近3个月的航行,登上毛利人居住的新西兰北岛。这里内陆植物繁多,使班克斯赞叹不已。在这里,他看到了蕨类植物桫椤,看到了世界上最大的毛茛属植物,还有一棵12米高的婆婆纳树。班克斯在这里收集了包括新西兰亚麻在内的40种新的植物。

1770年4月17日,这是一个有重大历史意义的日子,“南大陆”缓缓进入他们的眼帘,4月28日,他们停泊在一个村落对面。班克斯用望远镜发现,村民们一丝不挂,连始祖夏娃的无花果树叶都没有。村民们受到惊吓全部逃离了村庄。他们又搜集到一批新的植物,包括桉树、金合欢属植物、银桦属植物、含羞草属植物、槭叶酒瓶树,还有后来为了纪念班克斯而以他名字命名的澳大利亚山龙眼。因为这个地方植物种类的丰富程度,实属少见,班克斯为此取名植物湾。一路上,班克斯搜集的植物种类高速增长。就在这时,他们遇到了麻烦,“奋进”号卡在珊瑚礁里面,在船只检修期间,班克斯到乡村搜集植物,他的标本集又多了新的成员:南洋杉、大金钟柏树、黄桑、郁金香木、黄槿和袋鼠草。

1771年7月10日,“奋进”号顺利返航,班克斯一行受到社会各界英雄般的礼遇。“奋进”号之行结束后,班克斯开始着手整理以前搜集到的植物,竟然有1300个新的植物种类,110个新的植物属类。后来,班克斯特意买下了位于伦敦中心的索霍广场32号,在这栋房子里,他建立了庞大的植物标本室和图书室,供各国科学家前来研究、查阅。在欧洲硝烟弥漫时,这里成了科学家们的避难所。此后,班克斯又在城外买下了春园,把这块16公顷的土地变成了培育植物、饲养动物的基地。就在这时,班克斯在“奋进”号的出色表现引起了国王的注意,他被聘为英国皇家园林——邱园的非官方负责人。从此,得到国王厚爱的班克斯把邱园从皇室的乐园演变成以科学研究为目的的植物园。他利用自己的社交网络和威望从世界各地网罗植物,同时派出植物猎人到殖民地、偏远地区引进新的植物。

1788年,班克斯被选为皇家协会的主席,在这个位置上,他一直干了42年。在这些年里,他有了系统地在世界范围内搜集植物的计划,这个计划在随后的两个世纪里使成千上万的植物传遍整个地球,这是一笔对全世界园丁的最丰厚的馈赠。

1802年6月19日,班克斯去世。他在植物搜集以及植物园建设方面作出的贡献使他赢得了“现代植物学搜集之父”“植物园之父”两项桂冠。知识链接

班克斯接管邱园后,经英国皇室的三次捐赠,到1904年,规模已达121公顷。又经过100多年的发展,现在的邱园占地360公顷,拥有约5万种植物和500万份标本,活的树木便有25万棵之多,是联合国教科文组织认定的世界文化遗产。

“植物猎人”麦森

在人类居住的地球上,年年草长莺飞,绿肥红瘦。这本是大自然再平常不过的变迁,然而,那些植物是怎么从遥远的美洲奔赴英国的?如何从热带雨林里的寻常客,一跃而成为欧洲植物园的座上宾的?原来,是“植物猎人”起了不可估量的作用。所谓“植物猎人”,是指那些到世界各地观察和研究植物、采集植物标本和种子、将某种植物引种到别处的学者和探险家。在英国的邱园成为巨大的世界植物园的过程中,一位名叫麦森的“植物猎人”发挥了巨大的作用。

弗朗西斯·麦森生于1741年,从小就对各种植物有着浓厚的兴趣。当邱园的管理者班克斯把邱园建成植物的收藏基地时,年轻的麦森便来到邱园做了“助理园丁”。1772年,麦森被指派跟随英国大探险家库克船长的船队远征,成为了英国皇家植物园——邱园的第一位“植物猎人”。

1772年7月30日,麦森来到了南非开普敦。他一下就被那里浓郁苍翠的植物世界吸引了。不久后,麦森雇了一辆由8头牛拉的篷车,找了个当地车夫,还请了个雇佣兵充当翻译和向导,开始了向东穿过开普平原的旅程。南非草原上的植物争奇斗艳,令人兴奋。麦森于1773年1月底返回开普敦,他对班克斯的远大见识由衷地敬佩起来,因为行前,班克斯就断言开普省有许多值得搜集的植物。在接下来的几个月中,麦森酝酿了一个更宏伟的计划。这个计划被来自瑞典乌普萨拉的林奈学院的学生桑伯格知道了,他想尽办法说服麦森,要求结伴而行。1773年9月11日,麦森、桑伯格骑着马跟随一辆满载物资和植物搜集用具的牛车出发了。

他们俩的这次探险取得了累累硕果,在他们采集到的大批植物中,包括一种色彩艳丽的奇异花朵,当时的英国皇后认为它花形特别,酷似鸟冠和鸟嘴,而皇后所出生的故乡原名又叫天堂村,故赐名“天堂鸟”。它传入我国后,我国的园艺专家觉得它的形状好像伸颈远眺的仙鹤,特又起名为“鹤望兰”。

南非之行后,麦森得到了巨大的荣耀,成了世人瞩目的对象。邱园的琐碎工作再也留不住他的心,他强烈要求班克斯再给他远行探险的机会。1778年5月29日,麦森踏上了巡游大西洋的船只,朝西印度群岛驶去。在航行的早期,班克斯分两批收到麦森搜集的183种植物。在加那利群岛,麦森发现的植物中有壮观的蓝蓟,还有今天受人欢迎的瓜叶菊的始祖——瓜叶千里光。

1783年,麦森又开始了为期两年的探险,当他到了他热爱的植物搜集地——南非时,这里正在打仗,所有的外国游客不准远离超过开普敦3小时的路程,英国人更是被视为潜在的间谍。麦森无视这些禁令,在南非为邱园又搜集到不少新的植物种子,这其中就有马蹄莲。

在以后的8年时间内,人到中年的麦森多次深入南非内陆探险,他把搜集到的植物先在开普敦的小花园培育,然后运回邱园。但最终还是难以承受南非的政治动荡,1795年3月,他不得不返回英国。此时的麦森,已在异域的跋翻山涉水中度过了生命最旺盛的20年,他的耳畔总回响着旷野的声音,邱园温室安静的生活已无法安放他的心灵。1797年9月,他再一次启程驶向北美。这次航行屡遭挫折,先是法国海盗两次光顾船上,其中第二次海盗得手后,把他们赶到别的船上,让他们吃尽了苦头。行程的后半部分,天气恶劣,使他们的处境雪上加霜。尽管一路上有如此多的不利因素,麦森还是进入了加拿大,而且他始终没有忘记自己的使命,不断地把种子托运回邱园。然而,岁月不饶人,多年的野外生活使麦森的身体严重透支,加上他已习惯南非闷热的天气,蒙特利尔的严寒于他的健康十分不利。1805年冬天的酷寒对他更是致命的一击,1805年12月23日,这位把毕生的心血都献给邱园的植物学家长眠在了异国他乡。

麦森一生奔波,为邱园采集到了大量植物。在他引进的开花植物中,包括唐菖蒲、孤挺花、瓜叶菊、苣苔、天堂鸟花、帝王花等,这些花朵无论是做切花还是室内培植之用,都使我们的温室和家居熠熠生辉。智慧人生

大自然是人类的宝库,也是人类增长知识的地方。作为一位植物采集者,麦森是热爱自然、热爱生命的代表,正是这个原因,麦森才从一名普通园丁成长为了世界园艺史上最重要的人物之一。

吴其浚与《植物名实图考》

我国的植物学有着悠久的历史,走过了由实用向纯科学发展的漫长道路。其中,实用阶段的历史较长,可以说从上古直到明清之际都属于这一阶段。这时的植物学知识主要见于历代本草学著作、农学、园艺及蔬菜等著作中。随着人们对各种植物认识的加深,到明清时期已开始向第二阶段,即科学研究的方向发展。清代植物学家吴其浚的《植物名实图考》的出现,标志着这一重要阶段的开始。

吴其浚于1789年生于河南省固始县。吴家是当地的官宦人家,好几代人都当朝做官。当时,这样的人家都藏有相当数量的图书,这也为吴其浚从小就能接受良好的教育提供了条件。吴其浚从小就喜欢各种植物,而且读起书来也非常刻苦。1810年,年轻的吴其浚参加全省大会考名列前茅,成为举人。又过了7年,他进京参加了全国的殿试,并且金榜题名中了状元,随即被任命为翰林院管修撰的官。

吴其浚在北京只当了两年官,就又被任命为广东的正考官。后来,官越做越大,先后当过总督和巡抚,到过河北、山西、湖北、湖南、浙江、江西、贵州、福建、云南等许多地方,大半个中国都留下了他的足迹。可无论在哪里做官,吴其浚从来没有放松过他的植物学研究。也正是因为到过全国许多地方,吴其浚见到了更多奇花异草。他走到哪里,就研究和搜集那里的植物。由于公务繁杂,他就专门找了一些擅长绘图的人作随从,让他们把植物标本绘成图。只要他一有空,就自己动手整理标本、绘图、研究。有时,为了搞清一种植物的生活习性,他还会向一些有经验的农民和江湖郎中请教问题。

我国的中草药历史悠久,中草药里的知识内容博大精深。可当时并没有一部权威性的植物分类学专著,植物的命名相当混乱。比如,同一种植物,在不同的地区可能就有好几种叫法;而有时同一个名字,在不同地区却是指不同的植物。江湖郎中游走各地,有时就会出现问题,不是当地没有药,就是用错了药。吃错了药不但不能治病,严重时还会丧命。吴其浚看到这些情况,决心用毕生的精力编一部最全、最准确的植物学专著。此后,他一面为朝廷做事,一面细心收集各种植物标本和资料。

经过几十年辛勤的工作,吴其浚收集的资料装了满满几大箱。他开始系统地整理这些资料,并把它们编成一部大书。他白天处理公事,晚上伏案写作,长期的辛苦工作,使他得了重病。当时他在山西做巡抚,为了能在有生之年完成这本书,他给皇帝上书,请求辞官,皇帝同意了他的要求。从此吴其浚更是一心一意、集中精力写作了。吴其浚要做的事太多了,有些植物,自己从未见到过实物,没有亲自观察过、闻过、摸过,只能从别的书里转绘下来。可是他的病却越来越严重,1847年,58岁的吴其浚永远闭上了双眼,离开了他向往的五光十色的植物世界!

吴其浚辞世后,云南蒙自人陆应谷继任山西巡抚,对吴其浚的才学和志向很是敬佩,他决心完成吴其浚的遗愿,承担起整理遗稿的重任。两年后,他终于实现了吴其浚的愿望,《植物名实图考》——这部我国19世纪最重要的植物学专著出版了。《植物名实图考》共38卷,记载植物1714种,是中国历史上记载植物种类最多的著作,同时也是一部具有世界影响的植物学巨著。它将植物分为谷、蔬、山草、隰草、石草、水草、蔓草、芳草、毒草、群芳、果、木12类。书中所载的每种植物,大半是根据吴其浚亲自观察和访问所得,附绘精图,并择要记载了植物的形色、性味、产地、用途等;对于植物的药用价值以及同物异名或同名异物的考订特别详细,纠正了前人的不少错误。如李时珍在《本草纲目》中将五加科的通脱木与木通科的木通混为一种,同列入蔓草类,吴其浚就把通脱木从蔓草中分出,列入山草类,纠正了李时珍的这一错误。他还在冬葵条中批评李时珍将当时人们已不喜食用的冬葵从菜部移入隰草类是错误的,并指出冬葵为百菜之主,直至清代在江西、湖南民间仍栽培以供食用,湖南称冬寒菜,江西称蕲菜,因而他又将冬葵列入菜部。以上数例表明,吴其浚已突破历代本草学仅限于性、味、用途的描述,而着重于植物的形态、生态习性、产地及繁殖方式的描述,大大丰富了植物学的内容。《植物名实图考》附有1800多幅图,其中的大部分图都是根据植物的新鲜状态绘制的,很多都能反映该植物的特征,如24卷毒草类,天南星、魔芋、由跋、半夏都是天南星科植物,外形十分相似,很易混淆。吴其浚不仅用文字阐明了彼此之间的差异,同时还用了7幅插图,绘出各种植物的根、茎、叶、花、果实的异同。由于《植物名实图考》所绘的图比较精确,而且增补和订正了本草著作中的一些谬误,因而对研究植物、鉴别种名具有较大的科学价值,至今仍是研究我国植物种属及其固有名称的重要参考资料。《植物名实图考》的问世,推动了我国植物学、本草学的研究和发展。1919年,当这部书再次重印时,世界上许多国家图书馆收藏了它。吴其浚的植物学著作不仅让我们中国人,也让外国人看到了中华民族对世界植物学所作的重大贡献。智慧人生

吴其浚之所以能够成为19世纪的著名科学家,是因为他有一种实事求是的科学研究精神。他十分重视实践,能通过实践探求科学知识,同时,他也很重视前人经验,善于向书本学习。这些都反映了吴其浚治学方法的严谨,值得后人学习。

施莱登与植物细胞

今天我们都知道植物体是由细胞构成的,但这一结论的得出并非那么容易。自17世纪英国大科学家胡克把在显微镜下看到的木栓薄片中的小室,并称之为“细胞”以来,不少学者对许多动、植物的显微结构都进行过描述,但并未引出规律性的概念。19世纪40年代,德国植物学家施莱登在总结前人大量研究的事实材料和设想的基础上,通过归纳,提出了一个关于细胞的生命特征、生理过程以及生理地位的理论,它标志着第一个较为系统的细胞学说的建立。

施莱登于1804年4月5日出生于德国汉堡的一个医生家庭。中学毕业后,施莱登在海德堡大学攻读法律学并获得博士学位。之后,他回到家乡汉堡从事法庭律师工作。1831年,施莱登放弃了律师职业,开始学习医学,而后又对植物学发生了浓厚的兴趣,从而又进入柏林大学学习植物学,开始了对自然科学的研究。那时,施莱登的叔父,一位著名的植物生理学家赫克尔和另一位植物学家布朗正好都在柏林逗留,他们两人都很关心施莱登,希望他在植物胚胎学方面进行深入研究,这对施莱登一生的科学活动产生了决定性影响。

1837年,施莱登完成了他的第一篇论文《论显花植物胚株的发育史》。他认为,只有对植物发育史进行研究才能获得对植物正确的认识,也只有这样,才能揭示植物内在的规律性。施莱登猛烈抨击了林奈的信徒们的那些陈腐的系统植物学,反对他们只是单纯地从事植物的采集、分类、鉴定、命名,而忽视对植物结构、功能、受精、发育和生活史的考察与研究。他把植物学重新定义为一种综合性的科学,其中应包括植物化学和植物生理学。

1838年,在布朗的影响下,施莱登从事植物细胞的形成和作用的研究,这是他对细胞学说进行的初步探索。同年,他发表了他的代表作《植物发生论》,在这个基础上,施莱登提出了植物细胞学说。在《植物发生论》一文中,他引用了布朗关于细胞核是细胞的组成部分的观点。施莱登通过对早期花粉细胞、胚株和柱头组织的观察,发现这些胚胎细胞中都有细胞核。他进一步研究了细胞核在细胞发育中的作用,认识到细胞核对细胞的形成和发育起着重要作用。施莱登把注意力集中在细胞核的功能和作用上来,这使他走上了正确的研究轨道。不久,他认为细胞核是植物细胞中普遍存在的基本结构。在此基础上,他进行了理论概括,提出了植物细胞学说。

施莱登的植物细胞学说认为:无论多么复杂的植物体都是由细胞构成的,细胞是植物体的基本单位。最简单的植物是由一个细胞构成的,多数复杂的植物是由细胞和细胞的变态构成的。施莱登认为,在复杂的植物体内,细胞的生命现象有两重性:一是独立性,即细胞具有独立维持自身生长和发育的重要特性;二是附属性,即细胞属于植物整体的一个组成部分,这是次要的特性。

1838年10月,在一次聚会上,施莱登把未公开发表的《植物发生论》中有关植物细胞结构的情况和细胞核在细胞发育中的重要作用的基本知识告诉了好朋友——德国动物学家施旺,施旺很感兴趣并大受启发,为其最终创立细胞学说奠定了基础。实际上,施莱登已经把他的细胞学说的范围从植物界扩大到了动物界。

1840年,施莱登被任命为耶拿大学植物学副教授。1842年,他出版了植物学教科书《植物学概论》,从1845年第二版开始又加上了一个副标题“作为归纳科学的植物学”。在这本书中,他提出了一些新的生物学方法论。他主张植物学研究必须利用显微镜进行仔细观察并进行生理学实验,观察和实验是生物科学研究的工作基础,多利用归纳的方法和因果分析的方法,才能有效地揭示科学内在的规律性。施莱登的这本教科书在整体结构上基本上是全新的,他从植物中物质元素的研究写起,接着用很大篇幅介绍植物细胞学说,然后论述形态学和组织学。不少评论者认为,施莱登的这本教科书充满生气并富于新思想,是植物学进展的一个转折点。这本教材激发了人们的热情并吸引着年轻人投身于植物学研究。这是施莱登在植物学研究上的一个重要贡献。

1848年,施莱登写出了《植物及其生活》。这是一本科普性读物,内容简单、有趣,使更多的人获得了植物学知识。这本小册子广泛流传,是人们最喜欢的科普性读物之一,他也因此成为那个时代最成功的科普工作者之一。

恩格斯高度评价了细胞学说,把它与能量守恒和转化定律、生物进化论合称为19世纪自然科学的三大发现。现在我们已经知道,绝大多数植物的细胞直径一般为10~100微米,必须在显微镜下才能看到。也有少数植物的细胞较大,肉眼就可以分辨出来,如番茄果肉、西瓜瓤的细胞,直径可达1毫米;苎麻茎中的纤维细胞,最长可达55厘米。当我们了解这些植物细胞知识的时候,不应该忘记施莱登和施旺共同建立的细胞学说。智慧人生

如果把每一个重大发现比喻成一条大河,那它的存在是那些涓涓细流汇聚的结果。施莱登建立细胞学说的故事告诉我们,科学的发现不是偶然的,一方面需要积累丰富的知识,另一方面要有敏锐的观察力和一丝不苟的精神,同时还需要注意借鉴前人的经验。

米丘林培育果树

20世纪,如果有哪个生物学家培育了一两个新物种,那就是很了不起的成就了,但有一位科学家一生却培育出了300多个果树新品种,他就是苏联卓越的园艺学家、植物育种学家米丘林。

伊万·弗拉基米洛维奇·米丘林于1855年生于俄罗斯中部梁赞州普隆斯克县一个守林人的家庭里。这是一个破落小贵族的家庭,世代爱好果树栽培事业。米丘林从小受家庭的影响,对栽培果树产生了浓厚的兴趣。果树园成了他的乐园,他爱上了果树园,把果树园当成自己的伙伴。8岁的时候,米丘林已能做嫁接和压条工作。当他看到开满漂亮花朵的“中国树”竟然结出比樱桃还小的果子,而且涩得要命时,心里充满了惋惜、失望,稚嫩的脸颊上挂满了泪珠,他发誓,一定要让它结出又大又甜的果子。转眼到了春光明媚的时候,米丘林在园子里种上了“中国树”。当种子刚刚长出绿芽时,他不得不与之分别,踏上通往普隆斯克县立学校的路。1869年,米丘林以优异的成绩考入梁赞中学。他的志向是进高等学校学习自己喜爱的园艺专业知识。他学习刻苦,而且很有个性,绝不盲目地服从任何人。不幸的是,他的父亲去世了,由于家庭贫困,他不得不中途辍学。

为了谋生,1872年,米丘林开始在科兹洛夫城火车站当站务员兼做钟表修理工作。上班之余,他在自己住宅旁边的一小块空地上建立了自己的试验果园,培育起苹果、梨、樱桃等果树。为了对俄国的果树品种有所了解,在一年秋天,他一个县一个县地考察,几乎没有看到耐寒的优良果树品种,于是决心彻底改变祖国这种林果业十分落后的现状。他给自己的研究工作确定了两大任务:一是要在俄国中部培育出耐寒的浆果植物种类;二是要把南方的树种移向遥远的北方种植。

1875年,米丘林把做钟表匠的积蓄全部拿出来,在佛罗内兹河边买了土地,把南方的优良品种的枝芽,嫁接在北方耐寒品种的砧木上。结果树是接活了,但当严寒来临,所有的接枝全部冻死了。他用嫁接的方法反复试验了10年,但都失败了。于是,他开始研究人工杂交和人工授粉的方法。在这项实验中,他领会到植物杂交幼苗容易受外界的影响而变异,明白了自己过去之所以失败是因为用了成年的纯种的缘故。他又培育出许多杂交幼苗品种,但寒流到来后,大部分幼苗又被冻死了。米丘林并不气馁,经过仔细观察,他发现在园里一角沙地上,长出的幼苗比较耐寒,于是他明白了:“土壤肥,环境条件好,幼苗必然长娇了,因此不能耐寒。”他高兴得跳起来,说:“必须用贫瘠的沙质土壤来训练耐寒的幼苗。走!搬到沙质土壤中去!”

1900年,米丘林在离科兹洛夫城两公里的地方,找到了一片沙质地。他把树苗一棵棵移栽过去。在这里,他辛勤劳动了七八年,终于将许多优良的耐寒果树品种培育了出来。后来,米丘林又试验了使果实早熟的方法。他把1000多公里以外的南方果树,移到北方,最后,这些南方的果树终于在北方安了家,并开放出芬芳的花朵,结下了丰硕的果实。米丘林的名字很快在国内外传播开来了,就在这时,美国农业部想以巨资购买米丘林所收集和创造的全部果树品种,并用高薪吸引米丘林去美国工作。然而,米丘林宁愿在困难的条件下艰苦地工作,也不愿放弃为祖国服务。他继续在满布着荆棘的道路上埋首于改造大自然的工作。到1917年苏联爆发十月革命的时候,米丘林的苗圃里已有来自世界各地的约800种植物的基本品种了。此后,米丘林的工作受到了列宁的重视。1918年,苏联政府接收了米丘林献出的苗圃。1928年,政府在苗圃基础上建立了米丘林果树遗传育种站。

功夫不负有心人,辛勤的探索加上科学知识的引导,米丘林后来终于成为了一名伟大的园艺学家。在他长达60年的园艺科研实践中,共培育出了350多个果树新品种,为苏联的林果业作出了重大贡献。智慧人生

米丘林的巨大成就得益于他坚韧辛勤的探索,沙地幼苗栽培的偶然发现,正是他长期探索研究的一个新的有利转机。米丘林迅速抓住这一新的偶然转机,成就了他的果树培育事业,实现了他“不能等待大自然的恩赐,必须向大自然去索取”的著名格言。

威尔逊与“园林之母”

进入近代后,随着社会经济的进步和园林艺术的迅速发展,西方英、法各国对海外的奇花异草有更多的需求。当时来华的西方人很快对我国众多异乎寻常的植物产生了强烈的兴趣,他们派“植物猎人”到我国搜寻植物种苗,这其中就包括英国杰出的博物学家欧内斯特·威尔逊。

威尔逊于1876年出生在英国开普敦一个铁路工人家庭。13岁那年,威尔逊成为一名花工。后来,他在伯明翰技术学院学习植物学,并到著名的英国皇家植物园邱园深造。1899年6月3日,威尔逊受雇于英国著名的维奇公司,以“植物猎人”的身份来到中国,搜集被称为鸽子树的珙桐。

1900年2月,沐浴着新世纪的曙光,威尔逊抵达长江畔的宜昌,此后,他立即组织了一支探险队,乘船逆江而上,穿过三峡,向川鄂交界地带属于湖北一侧的巴东县进发。在这里,威尔逊发现了一棵珙桐树,遗憾的是它已被人砍断了。但几天后,他在鄂西区域的山野里发现了造型奇特、营养丰富的猕猴桃。四处探访数月后,威尔逊的耐心获得了幸运之神的眷顾,5月19日这天,他终于在一片葱翠的密林里找到了珙桐。

珙桐为落叶乔木,通常高十数米,长有圆锥状婆娑树冠,绿叶呈宽卵形,叶子背面长有浓密的白绒毛,珙桐花开放时,犹如白鸽翻飞,花序下两片纯白的苞片酷似鸽子的双翅,紫红的花序像鸽头,黄绿的柱头像鸽嘴,所以人们把它叫作鸽子花。过了一段时间,威尔逊从这棵树上采集到许多珙桐种子,这些种子藏在橄榄状的褐色果核内,每枚果核里有5~7粒种子。与此同时,敏锐而干劲十足的威尔逊在同一区域里采集到上百种植物标本和植物新种,包括山玉兰、小木通、大白花杜鹃、尖叶山茶、虎耳草、盘叶忍冬、巴山冷杉、红桦、血皮槭等。

1902年4月,威尔逊回到英国,受到维奇公司老板维奇爵士的热烈欢迎。不料几天后,一个令人恼火的消息传来,一个法国人早在1897年就已把一株光叶珙桐的几十粒种子带到了巴黎,其中的一粒种子还发芽长成了小树。威尔逊作为该树种“第一个引进者”的资格被剥夺了,更糟糕的是,他带回来的种子在苗圃里种下后一直没发芽。谁也没料到珙桐树种下地后需要比其他树种长得多的时间才能发芽,好在一段时间过后,那些种子终于发芽了,而且数目多达1000多株。威尔逊的首次远东之行,也因这批长势喜人的树苗而引人注目。

1903年1月23日,新婚燕尔的威尔逊第二次接受维奇公司的派遣,前往远东地区的四川寻找黄色罂粟科植物——全缘叶绿绒蒿。这年6月,威尔逊从成都抵达山明水媚的乐山。7月1日,他登上雄奇的瓦屋山,在瓦屋山采集了大约200种植物后,威尔逊和随从沿着汉源方向一路西行,经过2个星期的艰难旅途,于7月14日来到康定附近的一个小镇。在附近一座山上,威尔逊发现了被欧洲人称作“黄色罂粟花”的全缘叶绿绒蒿。第二年暮春时节,情绪高涨的威尔逊再次来到康定一带,在花香四溢的山野里找到了川西绿绒蒿、紫点杓兰、西藏杓兰等高山花卉。不久后,威尔逊离开康定向松潘高原挺进,在那里找到了首次引种后在西方引起了轰动的帝王百合。8月底,他又在松坪一带的大山上找到了火焰般盛开着的大片红花绿绒蒿。1905年3月,威尔逊满载而归回到英国。这一次,他带回了510种树种以及2400种植物标本。

1905年冬天,美国哈佛大学阿诺德植物园的负责人萨金特拜访了威尔逊,想请他作为阿诺德植物园的“植物猎人”前往中国。当时,威尔逊的妻子有孕在身。再三犹豫之后,威尔逊最终还是答应了下来。1906年5月21日,威尔逊的女儿诞生了,就在同一天,他采自康定的一种报春花也开花了。高兴之极,威尔逊给孩子取名为穆里尔普里姆罗斯,意为报春花,这种植物也因此被命名为“香海仙报春”,又称威尔逊报春。

1908年5月,威尔逊来到四川成都。以成都为根据地,威尔逊到灌县、汶川、岷江河谷、丹巴一带进行田野考察。冬天时,他把搜集到的一批标本和种子寄运到英国却出了意外。在托运18237株百合球茎时,为了省钱,没有用泥巴进行包裹,结果运到英国后,95%的百合球茎都溃烂了。这年11月14日,光绪皇帝驾崩;次日,清帝国的实际掌控者慈禧太后也去逝。威尔逊得到消息,担心一场政治上的大地震将不可避免,中国将陷入混乱,于是萌生去意。正在这时,他得知萨金特和原来的雇主维奇爵士联合委派了一个叫朴顿的“植物猎人”来到中国。不久,威尔逊离开四川前往北京,在那里和朴顿无私地交流了在中国西南进行田野考察的经验。

1909年4月25日,威尔逊把收集到的一大批植物种子和标本寄往波士顿,其中包括三峡槭、甘青铁线莲的变种、紫金莲、山茱萸、西

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