植物学家与门外汉区别在于:他能够为植物命名
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英国皇家植物园——邱园(Kew Gardens)坐落在悠缓蜿蜒的泰晤士河畔,它位于伦敦西面,离市中心约10英里。邱园是在1759 年由奥古斯塔(Augusta)公主创立的,她的丈夫是英王乔治二世(George Ⅱ)的长子,即威尔士亲王弗雷德里克(Frederick)。邱园占地300 英亩,约合121 公顷,作为一座皇家花园和大众喜爱的休闲场所,在伦敦郊外高档社区的扩张过程中,它一直被保存下来。
最早的植物科学家是一批真正的开拓者。他们经常要同世人的偏见和冷漠做斗争。在过去,植物学并不是正宗的科学学科,顶多被视为一门非正统的学问,供绅士和淑女们消闲解闷儿。这些先行者中有一些赫赫有名的人物,他们的成功事迹或悲剧故事引人入胜。当然,也有些人默默无闻或失败了,他们做出的推断是错误的,甚至误入了歧途。不过,真正奇妙无穷的是植物本身。来自帝国各个角落的稀奇古怪的植物,从小巧如蜜蜂的兰花,到人可在上面行走的巨大睡莲,激发了人们移植、栽培并往往尝试食用的兴趣,以及观赏和探索其奥秘的强烈欲望。
*文章节选自《绿色宝藏:英国皇家植物园史话》(三联书店 2018-5)。文章版权所有,转载请与微信后台联系。
伯比斯河上巨大华贵的水莲花。约翰·林德利将之命名为“维多利亚王莲”,后更名为“亚马孙王莲”。
植物命名:老苏铁的见证
文 | [英]凯茜·威利斯 [英]卡罗琳·弗里
穿过大门,进入邱园,首先映入眼帘的是一座宏伟的大教堂式玻璃暖房,名叫棕榈屋( Palm House)。在棕榈屋的最南端,住着一位资历最老的居民:一株苏铁,这是一种类似棕榈的树木。它的树皮仿佛镶嵌了一颗颗钻石,使之看上去像一条蜿蜒几米长的鳄鱼,一直爬向玻璃穹顶,闪烁着幽暗光泽的叶冠在顶端伸展开来。这株苏铁虽然不是一位显耀的美人,但出于以下几个原因,它不愧为一个令人惊异的角色。首先,它属于具有非凡寿命的一类植物。苏铁同针叶植物是近亲,结球果,在地球上已经存在了 2.8亿年,历经多次气候巨变,在恐龙绝迹之后仍然得以幸存。它的家族史比大多数开花植物和哺乳动物的都要绵长久远。
这株苏铁还有一点很值得自豪,它很可能是世界上最高寿的盆栽植物,岁数恐怕比邱园还要大,更不必说比目前人们所知的植物命名系统更古老了。听起来令人难以置信,但它确实自 1775年就在邱园安家了,比美国建国还早一年呢。在小冰河期末冰封的泰晤士河畔,这株苏铁茁壮地生长,历经拿破仑战争和人类第一次乘蒸汽机车旅行等重大历史事件;先后陪伴着英王乔治三世(George Ⅲ)、维多利亚(Victoria)女王和查尔斯·达尔文(Charles Darwin)度过他们的一生。它堪称一位常青不老的见证者,目睹了植物学的研究和邱园的演变。研究植物曾经是有闲绅士的一种癖好,如今成为世界上一项具有重要意义的科学职业。在各国政府和有关组织的支持之下,科学研究人员全力以赴地应对和解决影响世界经济乃至保护地球的重大问题,在这一事业中,邱园发挥着举足轻重的作用。
这株苏铁祖籍南非,是由弗朗西斯 ·马松( Francis Masson)带到邱园的 500株植物标本之一。马松是邱园历史上的第一位植物搜集者。 1773年,根据邱园的事实园长( de facto director)约瑟夫 ·班克斯的特别指令,他在东开普省( Eastern Cape)的热带雨林中挖出了一株幼小的苏铁。它历经两年的漫长旅程,经陆路换水道,先从海上航行到英国,然后顺着泰晤士河乘船抵达邱园。倘若乔治三世的母亲奥古斯塔公主当时依然在世的话,无疑会对这株苏铁的平安惠临感到欢欣鼓舞。当奥古斯塔公主在 1759年建造邱园时,她的憧憬是“将全世界已知的植物囊括”于这座花园之中。
邱园赫赫有名的老苏铁
18世纪末期,当这株珍贵的苏铁在邱园安家的时候,考察植物的实践在西方已有 2000多年的历史,一直可以追溯到古希腊时期。大约在公元前 300年,亚里士多德( Aristotle)的学生、哲学家暨自然科学家特奥夫拉斯图斯( Theophrastus)发表了现存最早的植物学专著——九卷本《植物考察》(Enquiry into Plants)和六卷本《植物本原》(Causes of Plants)。他在书中描述了地中海及周边地区的约 500种植物,标示出了树木、灌木、草本植物和谷物的各种特征,并且研究了植物的汁液及其医药用途。在提要中,特奥夫拉斯图斯探讨了如何对植物进行分类,并论及识别和确定其基本成分的难度。有关希腊本地植物的大部分信息均来自他的亲自观察。更令人惊讶的是,他当时采用的研究方法是很现代的。他反复思考植物的组成部分是否同动物的机体直接对应,并且质疑花朵、绒絮、叶子和果实是否应当被视为植物的组成部分,因为它们的存活期明显地比植物本身要短。
特奥夫拉斯图斯通常被誉为“植物学之父”,因为他所做的绝大部分工作都是现代植物学研究的铺路石。他不仅采用了系统的观察技术,还创造出了植物学的术语,便于人们讨论和交流,并且率先使用了分级的命名系统。他的兴趣扩展到植物世界的所有方面,包括植物分布同气候的关系。更堪与英国维多利亚时代植物学发展水平并行的是,他十分重视植物的可用性,搜集了有关植物的医药用途和园艺方面的大量信息。然而,特奥夫拉斯图斯的目标显然是要充分揭示植物的奥秘,而不仅是写一本实用型手册。
继特奥夫拉斯图斯之后,许多植物学文献均专注于考察植物的医药用途。公元 50年,狄奥斯科里季斯( Dioscorides)——据知是罗马军队里的一位医生——在《药物志》(De materia medica)一书中列举了 650种具有治疗效用的植物,并提供了大量试用和检验信息,在后来的 1500年里,该书被人们广泛地参考和引用。及至 15世纪,植物学家已经创造出了初级的分类系统,并且掌握了种类繁多的植物性能知识。此时的药用植物园,或称“草药圃”(gardens of simples),通常坐落在修道院和医学院里。这类花园在 16世纪获得了更为系统的发展,被称为“草药园”(physic gardens)。最早的“草药园”是 1544年在比萨和 1545年在帕多瓦建立的,之后很快遍布佛罗伦萨、博洛尼亚、莱顿、巴黎和牛津等城市。早在 1555年初,西班牙的御医安德烈 ·拉古纳( Andrés Laguna)便试图这样说服国王:“在意大利,所有王公的府邸和大学校园里都骄傲地拥有自己的花园,里面栽培着从世界各地搜罗来的植物,种类繁多,美轮美奂。故而,尊贵的陛下,我们至少应当在西班牙建造一座这样的花园,用皇家的津贴收入来支付维持费用,这是再恰当不过的了。 ”
帕多瓦的“草药园”,建于1545 年
起初,这些草药园的面积不大,花圃呈整齐的几何形图案,对植物布局的考量主要是基于审美和象征意义。到了 1600年,较切合实际的设计日渐成为一种规范,即根据植物的产地或物种来进行布局。草药园同医学院的关系紧密,为药剂师学徒提供了识别植物和学习制药的课堂。草药园十分强调准确地命名植物,这对于利用它们的药用性能来说至关重要。由此,现代的植物标本馆(收藏经过干燥压制、固定在纸卡上的植物)便建立起来。从很多方面来看,现代植物园(如邱园)是传统草药园的直系后裔,它们搜集的内容包括鲜活植物和干燥植物标本,以及有关书籍文献。
然而,没过多久,草药园的角色就从栽培药用植物转变为展示奇花异草了。随着克里斯托弗 ·哥伦布( Christopher Columbus)发现美洲,瓦斯科 ·达·伽马( Vasco da Gama)开辟了直达印度的航路,世界前所未有地开放了,越来越多新发现的植物通过海路被运到欧洲。植物学的知识迅速膨胀, 1686年,英国博物学家约翰 ·雷(John Ray)在《植物通史》(Historia plantarum generalis)一书中罗列了 17000种植物。
邱园最早的一张标本卡,制作于1770 年
不过,约翰 ·雷及其同时代人仍然面临着特奥夫拉斯图斯遇到的难题——如何对新发现的植物进行分类和给它们命名。17世纪后期,包括约翰 ·雷在内的一批植物学家开创了以种、属、科进行分类的方法,它成为现代植物学的基础。约翰 ·雷是一个乡村铁匠的儿子,在当地牧师的帮助下进入剑桥大学深造。他周游了整个欧洲,广泛搜集各地的植物。他反复思索植物的哪些特征最适用于区分种类,主张找出植物的“基本”特征,换言之,即稳定不变的部分,如花朵和种子;而不是那些“偶然”特征,如形状、大小或气索植物的内部机理——植物生理学——也做出了重要贡献。他撰写的《植物通史》被视为现代植物学的第一本教科书。
尽管当时在植物分类方面已经取得了很大的进展,但是,进一步的探索遇到了一个重大障碍,即同一种植物有好几个名称,而且往往冗长烦琐,比方说,一种雏菊的拉丁文名字竟长达三行。此外,由于植物学家们对于“植物的哪种特征更重要”持不同看法,植物名称的内容排序也就可能不同。比方说,是将“带刺的叶”放在首位,还是将“红色的花”放在首位更恰当?正如科学史作家吉姆·恩德斯比( Jim Endersby)所描述的:
名称是造成巨大混乱的一个原因。每个植物园的园长、每位收藏家和植物专业的学生都有自己的一套系统。要搞清楚到底有多少物种简直是不可能的,因为没有任何专家会达成一致的意见,没有任何人使用相同的系统。由于植物名称的这种巴别塔现象,事实上,植物学家在互相交流的时候,根本听不懂对方在讲什么。每个人不仅有自己本地的植物名称,在许多情况下还有自己的学术体系,而且,他们常常是用不同的语言说话和写作的。
有一个人敏锐地意识到了这个问题,他就是酷爱植物的瑞典博物学家卡尔 ·林奈( Carl Linnaeus)。林奈从童年时代就开始考察、搜集并记录本地植物的生长状况。他的父亲是一位牧师,又是热忱的园丁;据家族故事记载,父亲曾用花朵装饰林奈的摇篮,还让他坐在草地上,手里握着一朵花。林奈成年之后去研习医学,最终成为瑞典乌普萨拉大学( Uppsala University)的一名教授,对医学做出了重要贡献,尤其是将营养问题纳入预防性医学的研究。他还对拉普兰地区 ①的萨米人( Sami)进行了考察,堪称医学人类学的先驱。不过,他的名声主要是建立在为动植物命名的基础之上的。
林奈十分关注自己国家的未来,他担忧瑞典的土地和资源有限,依赖进口货物,加之统治阶级日益堕落,最终可能会导致国家破产。瑞典需要开辟一种新的财富来源。林奈给出的答案是:充分利用从英国、法国、西班牙、葡萄牙和荷兰的殖民地运至欧洲海岸的大量植物。他认为,假如舶来商品,如茶叶、水稻、椰子等,可以在瑞典栽培,瑞典便能做到自给自足。他似乎没有考虑到,热带地区的植物在瑞典的寒冷环境下也许不会正常生长。他兴奋不已地说:“如果椰子能从树上掉到我的手里,那就好比一张嘴,油炸的极乐鸟就飞进了我的喉咙一样!”
特奥夫拉斯图斯和林奈都对经济植物抱有浓厚的兴趣,这不是偶然的,因为植物的应用研究一直是植物学的中心问题,这部分是由于医学同植物学之间存在着密切的关系,在过去的时代,大多数药物都是直接来自植物的。 17—19世纪欧洲的许多植物学家皆为学医出身,其中包括林奈、达尔文和邱园的约瑟夫 ·胡克( Joesph Hooker)。
卡尔·林奈的肖像,引自林奈:《自然系统》,1748 年
林奈对植物学做出了两大贡献,一是始创了实用可行的分类系统,它可用于所有的植物(以及其他生物);二是建立了现代的命名系统,它以植物的种和属为依据,而非采用冗长的词语。借助于他提供的这两个系统工具, 18世纪航海探险中发现的大量新植物兴趣爱好,林奈作为一名清贫的学生,很难有接触植物学文献的渠道。他后来出版了廉价的手册来介绍自己的研究方法,为新手或业余植物学家提供方便,这当然不是偶然的。
1735年,年仅 27岁的林奈出版了《自然系统》(SystemaNaturae)一书,他在书中将植物分为五个层次:纲、目、属、种、变种。首先,林奈依据雄性器官(雄蕊,他喻之为“丈夫”)的数目和相对长度,将开花植物分为 23纲。“单雄蕊纲”(Monandria),例如美人蕉,只有一个雄蕊,即“婚姻中的一个丈夫”。“双雄蕊纲”(Diandria),例如维罗妮卡,有两个雄蕊,被喻为“一个婚姻中有两个丈夫”。第 20纲“多雄蕊纲”,例如罂粟,类似于“ 20个或更多的男子在床上共拥一个女子”。他后来增加的第 24纲——隐花植物,如苔藓,似乎是没有性器官的。接下来,林奈又依据这些植物的雌性器官进一步在“纲”的下面分出了“目”。
林奈在分类法中使用性的术语,招致了众多非议(毕竟植物学一直被视为上流社会年轻淑女的一种无害的消遣)。“对林奈植物学基本原理的直译足以让矜持羞涩的女性感到惊骇,”后来当上英国卡莱尔( Carlisle)主教的牧师塞缪尔 ·古迪纳夫( SamuelGoodenough)大惊失色地说,“许多德行良好的学生可能一头雾水,不知如何根据阴蒂的外形来辨认蝶豆属( Clitoria)植物的相似性。”尽管出现了反对的声音,但是,这种分类系统仅根据花朵的特征便建立的植物之间的“人造”关系,具有很强的实用性,据此,敏锐的植物学家便可以快速地按照归属关系将标本分类。
卡尔·林奈《自然系统》一书的插图
那么,如何解决冗长烦琐的拉丁名称问题呢?在可以纯熟地对“属”和“种”的生物体进行分类的基础上,林奈进而提出了“双名制”命名法。他将“属”解释为具有相似花卉和果实构造的植物与其他植物区分开来。至此,植物名称便不再需要不厌其烦的描述了。依照这种系统,一旦有了属名和种加词,就很容易查找到有关的具体描述。在这个体系中,一个植物的名称不需要提供“种”的共同信息,而是可以传达其他的信息,比如第一次描述它的人,或是最早被发现的地点。
1753年,林奈出版了《植物种志》(Species Plantarum)一书,采用新的双名制分类法命名了 6000种植物,并对它们做了详细描述。他的分类和命名系统由于实用性很强,很快就成为植物学研究领域最受青睐的方法,相应地,也使得植物学更容易为许多新的听众所理解。正如他本人所说:“植物学家同门外汉之区别即在于:他能够为植物命名。一个名称仅适用于某种特定的植物,并且全世界的人都能理解它的所指。”为了表彰他所做出的贡献,瑞典的一种本地植物“双生花”(twinflower)被命名为“林奈花”(Linnaeaborealis)。林奈曾大力提倡种植“双生花”来取代昂贵的中国茶叶。
卡尔·林奈的标志植物“林奈花”,原名“双生花”。
邱园的老苏铁——南非大凤尾蕉( Encephalartos altensteinii)——应该像其他所有动植物一样感谢林奈,由于他的发明,它才有了一个简洁的学名,这包括两个部分:属名是“苏铁”(Encephalartos),源于希腊文,意为“头上的面包”,来自一种传统食用方法(从苏铁的茎中榨取淀粉,制成面包);种加词是“阿尔滕斯坦尼”(altensteinii),以 19世纪的德国总理卡尔 ·冯·斯坦 ·楚·阿尔滕斯坦( Karl vom Stein zum Altenstein)命名。林奈不仅设计了一种给生物命名的方法,而且创造了一种理解它们的方式。他希望,通过把生物纳入一个标准化的分类方式,将有助于揭示整个大自然的运行奥秘。拥有了林奈的命名系统,维多利亚时代的博物学家们便掌握了植物文法和花朵语言。
《绿色宝藏:英国皇家植物园史话》
[英]凯茜·威利斯 [英]卡罗琳·弗里 著 珍栎 译
生活·读书·新知三联书店 2018-5
ISBN:9787108061614 定价:48.00元
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