身為演化生物學家,我常在思考一些他人眼中不尋常的問題。某次我走在林間,遇見一片鋪滿地表的植物——人們稱它們為「匐枝石松」「地柏」或「石松」。依你所處的區域不同,常見的種類包括 Lycopodium clavatum、L. lucidulum、L. tristAChyum與 L. digitatum(見圖 1)。重要的是:這些植物並非苔蘚或柏科成員,而屬於自己的類群——石松類(lycopods)。我在課堂上以此族群講授其不同尋常的演化與多樣性;然而當我在天然棲地親眼看見它們時,又生出新的疑問。
滿地鋪展在闊葉林下的無數植株令我訝異,也讓我想像這種植物為何會有這樣的表現。我去問一位生態學家,卻被快速回覆:「那只是底層的小角色,不重要。」我聽了大受打擊,但我知道不會只是如此。植物總有其行為背後的理由,而我想知道石松的理由是什麼。
全球約有 200 個石松屬物種。多數為多年生,被視為具二叉分枝莖的堅實草本。北極地區的物種通常較矮且具直立莖;熱帶地區的物種較多樣,有時具匍匐莖;甚至有附生型(長在其他植物上但非寄生)。根系纖細、二叉分枝,若為匍匐莖型則自莖的腹面長出;直立型則自基部長出。不論哪一型,莖周圍都環繞著細小的葉片——小葉(microphylls),其中僅有一條中央維管束。這些葉片是主要的行光合作用部位,也因此石松常被誤稱為苔蘚或柏。
可育葉(孢子葉,sporophyll)的綠度較低,甚至帶黃,並群聚成明顯的「毬果狀」構造——孢穗(strobili,單數:strobilus)。孢穗屬於莖的變化型,因此其生長是確定性的。繁殖所需的孢子集合於孢穗內腎形的孢子囊(sporangia),孢子在此發育(見圖 2)。
我住在阿帕拉契山區,對於「當地移民與原住民如何利用植物,以及現代人是否仍以相似方式使用」特別好奇。由於常綠的特性,人們會用石松來做聖誕綠飾與花環;也有人採集孢子,因其疏水性(拒水)而用作「平民痱子粉」。基於同樣的化學性質,有些人至今仍灑在嬰兒身上以預防尿布疹。不過,最引人入勝的,是關於孢子可燃的觀察。除了被用在煙火中,商業上所稱的「石松粉(lycopodium powder)」也被好萊塢用於特效。
若你看過《綠野仙蹤》,其實大概見識過石松的威力。在那幕壞女巫說出「我總有一天會抓到你,還有你的那隻小狗!」之後,她跑到一旁,被一團橙色粉霧包圍,接著閃出一團火球——那團火就是點燃石松孢子而成。維多利亞時期,人們甚至把孢子稱為「植物界的硫磺」,就因其易燃性。
有了這個現象,學生們立刻被點燃熱情,想進一步研究。其一位學生最著迷於植物的有機化學,尤其是孢子含油量(見圖 3):她在石松的生活史不同階段燃燒孢穗,發現油脂指紋會隨時間改變,而燃燒的型態也與發育階段對應。整體發現是:火的作用能讓植物準備好萌發,某種程度上類似現代裸子植物。這會不會是「火生態學」的真正開端?孢子可燃,是否有利於物種的整體成功?
要理解一株植物的歷史,我們得回望其遠祖。石炭紀的化石極多,包含許多不同植物。某次與古生物學家的午餐會,我們談到現代石松的祖先——鱗木(Lepidodendron),俗稱「鱗樹」(見圖 4)。它們約有 100 呎高、8–15 呎粗,絕非小角色——嚴格來說也不是「樹」。當時大氣中高濃度的氧氣支撐了像鱗木這樣的生理機制,使其能長得巨大;同一時期,蜻蜓的翼展可達 10 呎。
也就是在這場關鍵對話中,真正的冒險開始了。當我意識到石松祖先如此可燃、又如此巨大,腦中浮現的就是一支支巨型「火焰噴射器」。我們查閱文獻後很快就知道:石松類的木炭沉積常被詮釋為強烈樹冠層火災的結果,但點火的機制並未被提出。既然我們發現現代石松藉火而更快萌芽,那我們把「巨型火焰噴射器」的解讀,延伸到祖先鱗木,似乎就變得可能了。更明確地說:在雷暴中,這些植物隨風搖擺、四散噴放孢子;一道雷擊就足以把孢子引燃,化作一團團火球!
我想理解可燃孢子扮演的角色——這機制看似高風險,卻在現生物種中保留下來,顯示它的作用不止是幫助萌芽。我們對這些已滅絕(甚至包含現生)植物的最新假說是:它們利用孢子可被引燃的特性,燒掉四周的鄰居,掃除競爭。這最可能發生在打雷閃電時。火勢過後,土地開闊,植物便能迅速進駐、取得新資源——這就是最簡單的「適者生存」。
某次我在介紹阿帕拉契植物的演講上,開玩笑說鱗木的美麗鱗紋(見圖 5)會讓人一看到地上露出的紋路就想到龍。於是有人提問:鱗木會不會就是全球龍傳說的靈感來源?我的第一反應是「龍不是真的」,但我們決定一起找答案。大家都知道龍的頭部是文化詮釋,但為何身體在全球敘事中卻有相似性?難道我心愛的化石就是答案?
我們各自從專長出發:我把化石物種的分布映成地圖,她把民間傳說映成地圖,然後把兩張圖疊在一起。結果令人瞠目:除了南極洲,各洲都呈現相似的重疊。有化石的地方,常常就有龍的故事。更引人注目的是:龍身的描述常常與當地化石鱗紋型態相呼應。
後來我們成立並共同主持「龍研究合作計畫(Dragon Research Collaborative)」。這讓我們以獨特的視角檢視「科學如何生成」。我們學習植物與其用途的方式多元,但別忘了:故事往往是起點。自然史誕生於人如何改造、以及被環境所改造的互動裡。當我們用對方式觀看,便能了解藥物、食物、染料,甚至也許是怪物的來源。
下回走進森林,請被啟發。想想這些植物如何影響我們的生命——我們曾為植物而戰,也因植物創造象徵與意義;甚至,它們也許送了我們一個「龍」的傳說!當你邂逅石松時,請珍視並慶祝這些現代的龍。
DorothyBelle(DB)Poli 為維吉尼亞州塞勒姆市羅阿諾克學院(Roanoke College)生物學正教授,亦為維吉尼亞自然歷史博物館(Virginia Museum of Natural History)研究助理。她是研究「植物荷爾蒙如何影響軸(axis)形成」的演化植物生理學家,2005 年於馬里蘭大學取得植物生物學博士,同時擁有 Aromahead Institute 的芳療師認證。她共同主持「龍研究合作計畫」,以跨領域研究探索植物化石可能如何形塑全球的龍之民俗。
聯絡:poli@roanoke.edu。