植物的祕密生命:探索植物奧秘的先鋒
作者:彼得‧湯京士Peter Tompkins,克里斯多福‧柏德Christopher Bird

第二卷 探索植物奧秘的先鋒
 第六章 放大一億倍
 第七章 植物的形變
 第八章 善解人意的植物
 第九章 特斯奇基的魔法師


第六章、放大一億倍

加爾各答大學以北有一個建築,裡頭放著一系列的儀器,用來觀察植物的生長與行為,其功能精細入微,可將觀察所得放大一億倍,儀器的主人名叫博斯,是孟加拉人,他曾經結合物理學、生理學、心理學於一體,而且在植物的研究上,因為已經超越當代科學觀太多,以至於無法確估其價值有多高。

博斯年幼時,他的父親選擇讓他進印度鄉村小學,以免英式教育僵化兒童的心靈。博斯四歲時是由家中的長工扛在肩上送去上學的,這長工是個改邪歸正的賊幫頭目,出獄後找不到工作,只由博斯的爸爸收留他。從小博斯就聽著長工的打鬥歷險故事長大,儘管在世人眼中長工是被冷眼相看,但對博斯而言,再慈祥的保姆也比不上他。雖然他嘲笑社會的司法約束,對自然的道德律卻懷著最衷心的敬重。

博斯曾說:「我最初懂得做為人的意義,是從那些耕種土地、使大地翠綠的人們歸納得來的,是從愛講奇特動物的漁夫那兒學來的。」

博斯從聖沙勿略學校畢業時,數理方面尤其優秀,於是到劍橋大學修物理、化學、植物學等課程,老師名叫瑞里,因分離出氬氣體而得過諾貝爾獎。博斯次年轉學到倫敦大學,進修完畢後,博斯獲派為印度第一學府「加爾各答管區學院」物理教授,但卻遭人反對,理由則是「印度人教不來科學」。結果,校方只給博斯一半的薪水,而且沒有研究實驗的設備,博斯三年不領薪水以示抗議,但也因此生活清苦。儘管如此,他開課是非常受歡迎的,不需點名學生也是從不缺席,最後校方終於向事實低頭,還給他全額的薪水。

1895年,加爾各答市政府舉行的一次會議中,博斯當眾示範,在演講廳裡發射電波,透過三道牆─以及主席的身體─傳至另一個房間,觸動繼電器,繼電器拋出一個鐵球,將一把手槍發射,炸開一個小煙火。他的成果引起英國皇家學會的注意,而後學會助博斯發表論文「電放射波長之測定」,之後倫敦大學頒了博士榮銜給他。之後博斯的研究應用在航海者的燈塔,裡頭有電磁波放射器幫助船隻航行。

英國政府原本要博斯主持一個高級教學中心,卻被人從中作梗,因而告吹。博斯照樣潛心研究,於1898年發表了4偏電波的論文。1899年,博斯發現接收電波的金屬檢波器如果持續使用,就會變得敏感度降低,但如果隔一陣子再用,敏感度又恢復。因此他推斷,金屬也會有恢復精神的情況,就和人類一樣。進一步的實驗讓他開始思考礦物究竟是否為「非活體」,大有商量的餘地。於是他跨出物理學的領域,走進生理學,開始做比較研究無機物與生物組織的反應曲線。

令他大感驚訝的是,鐵的磁氧化物受熱後的曲線和肌肉的反應曲線有極明顯的相同之處。而且反應力一樣會隨著時間降低,休息後同樣會恢復反應力。其他的金屬亦同。

同年9月,博斯在布萊德福(Bradford)的英國科學促進會發表論文,他當眾示範金屬的反應曲線,和肌肉的反應曲線有多麼類似。此事過後,博斯突然想到何不試試植物的反應?於是他隨手摘了七葉樹的葉子來試,結果反應大同小異。他還發現,儘管植物沒有神經系統,一樣會被麻醉,在移植時如果先行麻醉,植物便不會有驚嚇的反應。

1901年5月10號的晚上,博斯示範他4年來的實驗成果,最後做了以下的結語:

我今晚給諸位看的是生物與無生物受各式刺激的儀器自動記錄。這兩種圖跡看來多麼相像啊!像的簡直分不出彼此。面對這種現象,我們怎能劃一條分界線,然後說,線這邊是物理現象的截止點,線那邊是生理現象的起點?這樣絕對的界線是不存在的!我看了這些自動記錄的無言見證,從其中窺見了一些普遍存在的統一面相,一切盡在其中;光線中漂浮的微塵、地球上豐富的生命,在我們頭頂上照耀的燦爛太陽。我看到這些,對於我的祖先於三千年前在恆河畔宣示的訊息才開始有了一點了解,他們說:「那些在宇宙變遷萬象之中只看見唯一的人,他們也看見了永恆真理─非如此不能看見。」

一個月後,博斯又在皇家學會發表一次相同的論文,卻遭人奚落,此人名叫柏登山德森,理由為他曾做過多年實驗卻無得到此種結果。由於此人是大老級的專家,加上有多人忌妒博斯的成就,以至於博斯往後的重要發現都遭埋沒。直到萬斯教授和郝斯兩人前來拜訪,提供林奈學會替他出版其論文,博斯才又活躍起來。

1902年,博斯決定自己出書,書名為《活體與非活體之反應》。他的下一步開始專心求證植物的動作和人類相似,可以確定的是植物沒有肺而能呼吸,沒有胃而能消化,沒有肌肉而能動作。因此,植物不需複雜的神經系統也能有相同的反應刺激現象。

我們如果摸到燙的鍋子,會反射性的收回手。博斯發現含羞草也有相同的「反射弧」(reflex arc)。之後他還發現植物對於冷熱、二氧化碳、酒精的反應,過多的二氧化碳一樣會造成植物窒息,若是及時補充氧氣便能甦醒。有趣的是,植物也會喝醉,而且還會宿醉 !

1917年間,博斯婉拒以研發成品申請專利,他再次聲明自己的心願,要使研究所完成的一切新發現成為公有財產,他說:「不朽成就的種子不在實物中,而是在思想中;不在財物中,而在觀念中。建立真正的人道帝國靠的不是物質的獲得,而是無私地傳播思想觀念。我們的民族文化精神要求我們永遠不受為私利利用知識的欲望牽制。」研究所成立一年後,博斯召開會議宣布,經過八年努力,他終於完成一種全新的儀器—植物生長顯示器(crescograph)。此裝置不但能顯示放大一萬倍的動態,而且能自動記錄植物在一分鐘之內的生長速率與所發生的變化。

1920年4月23日,博斯在生理學專家們的見證下使用電磁植物生長顯示器,過程圓滿無暇,使得世人終於認同博斯的成就,足以將植物組織生長放大一億倍。博斯不像其他實驗者,會逐漸喪失對於「美」的感受。相反地,他認為透過植物他了解自然萬物都有生命脈動,人類只要肯學習與它们溝通之道,這一切會比童話故事來得奇妙。


第七章、植物的形變

植物學,本來可以是趣味盎然的,卻被乏味的分類學與背不完的拉丁文詞彙給降格了。目前已有35萬種多音節的拉丁學名,但除此之外,並沒有多一點了解植物生命如何存在。

一直到17世紀末,人們才知道植物是有性別的生物,而當時的性別說造成很大的爭論,長達近30年之久,才終於被認同。要知道,一粒花粉只使一個子宮受孕,一個子宮只孕育一粒種子,一個菸草蒴果裡平均有2500粒種子,這是必須有2500次授精完成的,這些授精作用又必須在24小時之內在直徑不到1/16英吋(約等於1.5公厘)的面積之內進行完畢。

有些植物能以神乎其技的方式避免自體授精,例如棕櫚樹能一年只生雌蕊,一年只生雄蕊。禾本植物和穀類利用風媒完成異體授精,多數其他植物能是靠鳥或昆蟲幫忙。花朵在準備好受孕時會發出強而誘人的氣味,使得蜜蜂、鳥兒、蝴蝶聞到花香而來共襄盛舉。未受孕的花會持續放出香氣達七、八天之久。但花朵只要受了粉就會停止放出香氣,通常不用半小時就能止住香氣。

約翰‧沃夫岡‧哥德(Johann Wolfgang Goethe,1749-1832)在他37歲時帶著僕人前往南方的阿爾卑斯山區。此時他的身分是薩克森威瑪大公國(Saxe-Weimar)公爵的顧問暨礦業首長,但他仍舊選擇踏上「香櫞開花的地方」。這是他渴望多年的旅程.也是這位德國詩聖一生中的重要巔峰經驗。

也許是詩人特有的靈感,幫助他洞悉了植物的本質,進而成為達爾文的生物發展理論的先驅之一。當時同輩雖然無人理會他在這方面的成就,後世人卻給予極高推崇。當時的植物學研究只注重歸類分析,遵奉科學界龍頭的機械論法則,認為世間一切都「隨著無生命的輪子和彈簧而動」。

哥德在萊比錫的大學讀書時,已經發現科學界並不注重自然界的事實,因此他把求知的方向轉向催眠術、電實驗。後來他開始研究神秘學與煉金術,從中他學習到探討活的事實遠比鑽研死的目錄還要有用的多。他也發現,不能與大自然投契同感的人,不會找到大自然的珍寶。因此,為了看清植物的本質,哥德在就寢前先想像植物從種子發芽至花謝結子的各個生長過程,讓自己心神歸於寧靜。他住在威瑪大公的涼亭屋期間,對活的植物產生濃厚的興趣。加上他的好友布克侯茲協助他培育私人的植物園,興趣培養得更濃。

宏偉的帕都阿植物園之中,最令哥德印象深刻的是一整片牆上的火紅色紫葳(Bignonia radicans)。另外有一種蒲葵也特別引他注意,因為這種樹在靠近地面的葉子和往上生長的葉子形態完全不同。藉由這個觀察使他悟出「植物形變」的道理。他看出,植物從一個器官進到另一種器官的增生蔓延作用就是形態在變化的過程。按他所見,每種植物雖然外表不同,其實內在有著同一性。

歌德改換新觀點看待植物後,認為大自然可以一個基本器官修改蛻變,逐步變成各式各樣的形態。這個念頭使得植物科學脫胎換骨,可以說和進化論有著相似的理論基礎,只是按進化論的說法植物處於被動,而歌德則認為植物是主動生長成可以適應現況的形態。他把這種「原型植物」的觀念和他的朋友赫爾德分享,卻遭到奚落,這件事使得歌德遭受打擊,但他仍想把大自然的寶藏與德國同胞們分享,於是嘗試出書,卻被出版商拒絕,理由則是文學家不該踏入科學家的領域。歌德的理念顯然超越了當代的科學觀,他認為極端相異的事可能像鐘擺擺幅的兩端,在更高處其實是一體的,唯有從這一點著手才有辦法真的了解科學。

植物形變之說直到1814年才開始出現在書刊上,又過了30 年才被植物學家接受,他們對詩人的印象是忙於感覺、想像種種現象,從沒想到竟然能成就這麼重要的發現。歌德甚至比達爾文早30年發現,植物按兩種方式傾向生長:垂直傾向與盤旋傾向。他憑直覺認為垂直傾向的植物為雄性,盤旋頃項則為雌性,這個判斷後來證明是正確的。

1832年3月22日哥德逝世時,是公認的德國最偉大的詩人,能鉅細靡遺地洞悉人性。但科學界並沒有公開肯定他的成就,直到達爾文證明了他的部分理念,連達爾文也對歌德有所誤解,恐怕是因為─在心靈的感受上,沒有人比的上歌德這位非凡的詩人吧!


第八章、善解人意的植物

費希納(Gustav Theodore Fechner,1801-1887)是一位醫學博士,1839年間,他因為一個實驗而逐漸失明,實驗內容為陽光造成視網膜影像殘留的探討。他因此把自己關在暗室裡等待能有眼睛復明的一天,三年後的春天,他感覺視力恢復了,總算走出室外,他高興地沿著河岸走,意外地發現岸邊的花草樹木都是有靈魂的。「我站在水邊端詳一朵花,似乎看見她的靈魂從花裡升起,她正在充分享受陽光,而且自以為是隱形的,有個小孩出現時她倒嚇了一跳。」

仍在半隱居中的費希納開始寫下他的經歷,並整理成書,於1848年出版,書名為《南娜,植物的靈魂生命》。這本書雖在學界飽受批評,卻十分暢銷,初版在7、80年以後仍在德國印行。南娜即是條頓民族神話中花之公主的名字Nanna。

費希納被植物的靈魂生命引動興趣,從中他發現一個人是否相信植物具有靈魂,足以左右他對大自然的整個領會。他比博斯先一步看出,植物既有生命和靈魂,一定也有某種神經系統,只是我們仍未發現罷了。

他創出一門新知識,叫做「心理物理學」(psychophysics),廢除人為的身心分離的研究方式,將身心視為一體的兩面,心為主觀表現,身為客觀表現,恰如站在圓圈裡的人看圓周是向外凸的,站在圓圈外的人看圓周卻是凹形的。費希納解釋,困惑之所以產生,是因為很難同時站在兩個觀點看事。在他眼中,萬物是以不同方式表達同一個「宇宙之魂」(anima  mundi)。費希納的生命哲學的基本原理是,所有生命只是一個,一切行動的最高利益考量與最終目的都是為了全體的最高限度樂趣,不是為了自己。他也以此為一切道德規範的基本依據。

費希納宣稱,由於植物的根是固定的,行動的自由度必然不如動物。但植物會適時伸展枝椏葉子、卷鬚。他在《南娜》中抒情地敘述植物如何引誘昆蟲助它繁 衍後代,以及許多特別的自我繁殖方法,如馬勃菌等著被踐踏,以便孢子飄出來被封送到別處;如槭樹撒下螺旋式的種子會隨風飛播;如各種水果樹勾引鳥、獸、人類幫他們散播種子;如鱗莖的睡蓮和蕨類能在葉子表面再生細小而完整無缺的植株。他也詳述植物的根如何藉敏感的尖端保持方向感,攀爬的卷鬚如何在尋找附著物 的過程中繞出一個個完美的小圈圈。

1892年,也就是費希納逝世五年後,美國加州聖塔羅沙(Santa Rosa)出版的52頁長的苗圃園主目錄《水果類與花卉類新產物》造成全美轟動,它的特別之處在於,所有的植物都是沒人聽過的,像是:一種闊葉的大胡桃樹,幾年之間就能生長到把整棟房子遮住;另有一種特大的菊花;一種半甜半酸的蘋果;一種草莓和覆盆子的雜交種,雖不結果,也仍是園藝奇蹟!

這份目錄引起阿姆斯特丹一位教授的注意。這位余果‧德弗里斯教授(Hugo De Vries, 1848-1935)以突變學說留名後世,他在好奇心的驅使下,前去拜訪這份目錄的出版人,此人名叫路德‧伯班克,原籍東部新英格蘭區,他的育種技術使「伯班克」(burbank)成為字典上的一個動詞, 為他自己挣得「園藝魔法師」的名號,也氣壞了那些猜不透他的育種秘訣的植物學家們。

德弗里斯到了聖塔羅沙,看見伯班克前院中的闊葉胡桃其大無比,他走進伯班克的工作小 屋,看見伯班克並沒有大批藏書也沒有實驗室,只有一些瑣碎的筆記,而且用的紙都是用過的牛皮紙袋或信封,他簡直驚呆了。當晚,德弗里斯向伯班克請教育種的秘訣,伯班克回答:「關鍵在於能否做到去蕪存菁」。但問到詳細的作業流程,他的回答是:「我都記在腦袋裡。」德弗里斯甚感不可思議!

伯班克認為他與植物的關係就像是陶藝師與黏土的關係,成品是千變萬化,隨時可以被塑造成連他本人都會為之驚訝的形態。這些話對墨守成規的植物學家來 說,簡直是天方夜譚,但德弗里斯確信伯班克是天才,伯班特的工作成果為進化論打下深厚的基礎。

伯班克生於麻州鄉下的盧能堡(Lunenburg),他在閱讀達爾文的《動植物在馴養中產生之變異》之後,書中主旨「生物脫離其天然環境後會產生變化」引起他極大興趣,某天,他突發奇想用馬鈴薯的種子下種,結果在23粒種子中,有一粒生長 出的塊莖有一般的兩倍之多。這種新馬鈴薯肉質鬆軟,烤食極佳,皮色是乳白色,相當特殊!

1882年春天,一位精打細算的銀行家來找伯班克,希望他能在8個月內培植出可供兩百畝栽種的李樹苗,伯班特曉得正常情況最快也要兩年才辦的到,但他靈機一動,想到杏與洋李是同屬的植物,而杏發芽比較快,於是他買了一袋的杏核,用溫水逼它們提早發芽,並邀集附近所有的苗圃一同幫忙,大家日以繼夜的培苗,最後成功培育出19500棵樹苗,這件事不但使他賺得大量的利潤,還學到一個教訓:量產是挖掘大自然秘密的利器。

伯班克的果樹栽培革命如是展開,各是新種洋李一一問世,包括一種鳳梨口味的,也有蘋果口味的。另外還有廣受歡迎的伯班克七月梨(Burbank July Elberta peach)、香甜多汁的伯班克黃金密桃(Burbank Flaming Gold nectarine)、一種播種六個月就結果的灌木型栗子、一種剔透白色的黑刺莓。

伯班克做起水果育種又準又快,別的育種專家猛翻筆記資料才找出3、40種異花授精的優劣條件,他已經將上千種整理完畢。難怪別人對他的成果難以置信,按他的工作生涯計算,平均每三個月就培育出一種新植物,不管外人如何找碴,事實勝於雄辯,伯班克擁有奇蹟之手!

儘管毀隨譽至,「園藝魔法師」還是受到行家的肯定,公認的美國植物學界泰斗李柏蒂‧海德‧貝利 (Liberty Hyde Bailey,1858-1954)曾在《世界之工》雜誌上發表文章說:「伯班克是一位專業的育種者,在這一行他對是絕無僅有的一人。他帶給這個世界那麼多的新植物,因此有了『園藝魔法師』的別名。」這個稱號使不少人忽略了一些事實,伯班克不是魔法師,他是個正直、坦率、細心、好奇心重、鍥而不捨的人。他相信原因會導致結果。

這使伯班克甚感欣慰,另外美國一位遺傳學家韋伯(H.J. Webber)更是直說伯班克為全世界的植物育種工作節省了25年的時間。費爾柴德(David Fairchild)是植物方面的商人,他在拜訪完伯班克後有了這樣的心得:「有人說伯班克欠科學。其實不然,因為他想做的太多,太投入想創造新品種的願望,所以沒有時間仔細紀錄每一個步驟。」他的工作效率令人望塵莫及,在塞巴斯多普(Sebastopol)附近有他的實驗苗園,園裡有4萬顆日本李樹,他走過一整排剛發芽的花朵,連腳步都不用放慢就能選出實驗成功的植株,並把不想保留的植株抽掉。外人就算拿起放大鏡仔細端詳,也看不出所以然,但伯班克紙瞄一眼就看出來了。不知道的人看了他的目錄還以為他有數千個工作人員。

伯班克曾經培育過無刺仙人掌,在歷時年餘的過程中,他得用鑷子拔出雙手上的上千根刺,並且對它們說:『沒有值得你們害怕的事,你們不需要長自衛用的刺,我會保護你們。』終於仙人掌不再生刺。伯班克做每項實驗都會和植物說知心話,並向它們保證他會非常關心愛護它們。

談到培育的心得,他不像其他植物學家那麼制式化,他就像個孩子,耐心且充滿樂趣地培育它們,和它們做心靈上的接觸,對有偏見的人來說,是很難辦到的,但對天真的小孩子而言卻是輕而易舉,伯班克認為培育的技巧不該以灌輸的方式,而是要很自然地將這些知識滲透到培育者身上,讓他們自行吸收,自行理解,如此就能和他一樣,成功培育出下一個奇蹟!


第九章、特斯奇基的魔法師

植物會應人的要求而透露秘密,這對喬治 ・華盛頓 ・卡弗(George Washington Carver,1861-1943) 來說是理所當然的事。這位農業化學界的天才雖是黑奴之子,卻以個人成就跨越這層障礙,在世之時便被人尊為「黑人達文西」(Black Leonardo)。他成功把當時只能充當豬食的花生和沒沒無聞的甘薯變成上百種的不同產品,化妝品、車軸油、油墨、咖啡,無所不包。

卡弗從小就對一切生長的東西觀察入微,他家鄉金剛石林(Diamond Grove)在密蘇里州西南部歐扎克山腳下,他喜歡在田裡漫遊,一待幾小時,仔細看各種植物,而且會摘些能把生病的畜生醫好的草葉。小卡弗靠自己用殘餘陽畦和零星材料在樹林裡搭了一個秘密的溫室。有人問他去那裡做什麼?他回答說:「我到我的苗圃醫院去照顧好多好多生病的植物。」

鄉間的農家婦女漸漸都帶著自家的盆栽來找他,求他醫治奄奄一息的植物。卡弗使用他自己的方法來照顧植物,他唱歌給植物聽,把植物放在錫罐裡用他自己調製的土壤栽培,晚上把它們小心蓋好,白天把它們「帶到太陽底下去玩」。當他把治好的植物送還原主的時候,對方總會問他是如何辦到的,他回答:「花朵都會和我說話,樹林裡的好多小生物也會。我會治病都是從觀察它們、愛護它們學會的。」

1896年,卡弗修到了愛荷華州立農學院的碩士學位,此時「師範工業學院」的校長兼創辦人布克 ・華盛頓(Booker T. Washington,1856-1915)邀請他到阿拉巴馬州的特斯奇基 (Tuskegee)來擔任學院的農業系系主任。卡弗的心願就是替自己種族服務,便接受了特斯奇基之邀。

他給學生上課的時候,則是盡可能講解得簡明透徹。卡弗令學生折服的是,他每天凌晨4點起床,到林間尋找植物供他上課講解示範用。他說:「自然是最好的老師,別人還在睡的時候,我向她求教的效果最好。」

有十多年時間,卡弗天天在農地上進行土壤實驗,想要解開當地農民所遭遇的問題,最後發現問題出在將天然肥料廢棄不用,卻將商業肥料取代之。

身為園藝學家,當然知道花生即使在貧療的土壤也能長得很好。同樣身為化學家的他知道,花生的蛋白質和里肌牛排相等,碳水化合物和馬鈴薯相等。於是他開始進行實驗,不眠不休忙了一星期。他先把花生分解為化學成分,將些成分放在不同壓力和溫度下進行反覆實驗,結果很令他滿意,他成功裝成20幾瓶的新產物。花生可以製成既營養又好吃的醬, 一百磅 的花生可以製成35磅的花生醬。

在第一次世界大戰之後,染料短缺變成美國全面的一個嚴重問題。卡弗透過和植物溝通而成功製成536種染料,可用於染毛、棉、麻、絲,甚至能染皮革,其中有49種染料是從葡萄提煉出來的。卡弗還製成對紡織業極為重要的澱粉漿,後來成為郵票背膠的主要原料。

卡弗還發現,花生油能幫助小兒麻痺症患者復健萎縮的肌肉。由於效果驚人,卡弗每個月得挪出一天時間專門為那些人看診。雖然這項成就從未被醫學界承認。到了1930年,花生已變成龐大企業,花生醬成為最普遍的食品。卡弗還用一種南方松樹製紙,後來導致南方林業變的相當有經濟價值。不只如此,他還應邀華府到國會演講,當場又拿出自製的石油代替品、洗髮液、雜酚、醋等等屬不清的玩意,堪稱為有史以來最精采的演講。

卡弗的研究成果使上千人因此致富,自己卻極少為自己的想法申請專利。他說:「你我利用花生,上帝並沒有要我們付錢,我又怎能利用他們來牟利?」

許多人問起他的靈感來自哪裡?他說:「秘訣在植物裡,只要多多愛護植物自然能夠知道。」他並不是在模糊焦點,他深信心靈的溝通就和眼前的事物一樣,是確實存在的。只需要你懇切地與它們溝通,你會發現靈感是源源不絕的!

 

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