约公元前6万年—药用植物

人类的祖先在新环境中寻找营养来源过程中会采集在地的植物样本·毫无疑问,是从在地的动物 及鸟类身上学来的行为。这种采集过程本身就是一种试误学习:有些植物能止饥,有些植物会带来意 想不到的效用,结果有好有坏。药草可能会令人产生可怕的幻觉、带有严重的毒性,服用过足甚至 会致人于死。也许吃几片树叶、几颗莓果.或者树根还比较安全。

话说回来,药草也许能缓解采集者的饥饿、疼痛、发烧或便秘,也可能让服用者昏昏欲睡,好补 足应有的睡眠;敷用树叶或果实的汁液,也许能缓和搔痒的红疹。经验随着时间累积,早期人类发现 只吃植物的叶、根、种子、莓果,或喝下植物的汁液可以产生需要的药效,但伴随轻微的副作用。这 样的经验便继续传给下一代的治疗者。

白柳的树皮可以缓解疼痛,减轻发烧症状;欧着草(yarrow)可以促进流汗,都是长久以来深植在 欧洲和中国的植物药用实例。这些信息随着沙尼达尔洞穴内编号四号的化石遗骸(ShanidarIV)一起出土沙尼达尔洞穴位于伊朗,是一处尼安德人的埋葬地点,历史可回溯至6万年前左右。白桦茸(Birch polypore)是一种可以食用的蕈类,有缓泻的效用,冰人奥兹(Otzithe Iceman)身上就带着它。冰人奥兹是一具有5000年历史的冰封木乃伊,死亡的地点在西澳,1991年被人发现。

世界卫生组织估计地球上有75至80%人类族群以植物为药。药用植物持续被人类用在顺势疗法 (homeopathic treatment)或者制成健康食品。19世纪起,随若分离、纯化植物体内活性分子的技术越发成熟,因而衍生出能够确知成分、纯度和剂昷化学品,取代植物在西方医学的地位。尽管如此,现代医学仍有许多非常重要的药物是植物或植物衍生物,包括吗啡(morphine)、可 待因(codeine)、阿司匹林(aspirin’镇痛)、阿托平(atropine’散瞳剂)、地谷新(digoxin·治疗心脏衰竭)、奎宁(quinine’ 治疗疟疾)、古柯碱(cocaine•局部麻醉)、华法林(warfarin• 抗凝血剂)、秋水仙素(colchicine•治疗痛风),及有抗癌效 用的紫杉醇(Taxol)和长春碱(vinblasrine)。

约公元前1.25亿年—种子植物

种子植物就是开花植物。1亿2500万年前,种子植物首次出现在地球上,2500万年后,多亏了气候变迁,种子植物得以快速分化,成为地球上最具有优势,也最为人熟知的植物类群。有证据显示,种子植物并不是从最原始的裸子植物(包括常绿针叶树)演化而来,而是分开演化的结果。种子植物适应环境的能力比裸子植物好,可以生长在不同的土壤及不同的气候条件下。相较于裸子植物,种子植物的生殖器官有效率得多。种子受到果实的保护,授粉则藉由昆虫及其他动物的帮忙,光是风吹就能有效帮助种子传播到其他地方。种子植物中有近四分之三都是真双子叶植物,包含许多不同的开花

食物,如康乃馨、玫瑰、烟草、豆类、马铃韶、谷类、枫木和悬铃木。

植物界有九成是种类有25万种的种子植物,种类数晕仅次于昆虫。种子植物大小、形状、颜色、味道和叶序各有千秋,正是这些特征促成植物和授粉者之间高度特化的互利共生关系,也是两种不同 物种之间共演化的经典例子。风媒植物就缺少花样的色彩。

开花植物不只美观,还是效率极高且别具特色的生殖系统,内含雄性或雌性的生殖构造,或者兼具雌雄雨性的生殖构造。配子由花朵中不同的器官产生,配子结合受精之后,在 花朵内部发育成胚胎,藉此躲避变幻莫测 的天气。雄蕊的花粉内含精核,胚珠则由 雌蕊形成。花粉会移到雌蕊上的接受面, 从这里开始发芽。接着精核通过花粉管往雌蕊的胚珠前进,使胚珠受精。胚胎的周围会有厚实的组织开始发育,种子也发育 成果实。果实就和花粉及种子一样,不只 可以透过风力传播,也可以借着动物传播—无法被消化的种子通过动物的消化道,借着动物排放粪便而被传播到其他地点。

约公元前4亿年—植物防御草时动物

约在4亿年前,在地球上第一种陆生植物出现后又过了约5000万年,化石证据显示昆虫已经开始大啖植物。两栖动物是地球上最早出现的陆生无脊椎动物,时间大约在3亿6000万年前,一开始两栖 动物以鱼类和昆虫为食,后来食性范围拓展到植物身上。草食动物指的是身体结构和生理功能都已经 适应以植物为主食的动物,植物可以提供丰富的碳水化合物。为了抵御草食动物的侵略,并增加生存机会和繁殖适性,植物演化出物理和及化学防御机制,可以驱赶天敌或让草食动物受伤,甚至死亡。不过植物演化的同时,草食动物也跟植物共同演化,演变成能够克服或减缓植物防御机制的动物,才能继续以植物为食。

物理性或机械性的防御方式,例如玫瑰和仙人掌茎上着生的棘刺,目地在于驱赶草食动物,或者譔草食动物受伪。覆盖在叶面或者分布在茎上的毛状体(trichome)’可以有效赶跑大部分草食性昆虫,

虽然有些昆虫也演化出反防御机制。植物的腊或树脂可以改变植物的质地,使细胞壁变得既难吃又难消化。

植物的化学防御机制利用新陈代谢产生的副产品或次级代谢物,这些是没有参与植物生长、发育和繁殖等基础功能的物质。然而,作为驱赶草食动 物的忌避剂或毒素,这些物质改善植物长期的生存 率。植物的化学防御物质可分为生物碱(alkaloid) 和氜苷(cyanogenicglycoside),两者都含有氮。生 物碱是胺基酸经过新陈代谢后衍生的产物,常见的 有古柯碱、番木碱、吗啡碱和烟碱,烟碱是园艺和农业杀虫剂中常见的成分。生物碱会影响草食动 物体内的酵素活动,抑制蛋白质合成和DNA的修复机制,还会干扰神经功能。当草食动物取食含有 氰苷的植物时,体内会产生氰化氢,会毒害草食动物的细胞呼吸作用。

约公元前4.5亿年—陆生植物

亚里士多德(Aristotle’公元前384~322年)

査尔斯.达尔文(Charles Darwin’1809~ 1882年)

最先把生物分为动物和植物的人是亚里士多德,他的分类条件至今仍颇受大家欢迎:会动的是动 物,不会动的是植物。陆生植物约有30万至31万5000种,包括开花植物、针叶树、蕨类和苔藓,不 包含藻类和真菌。

所有开花植物都是从轮藻这种绿藻演化而来,轮藻首次出现在陆地上的时间大约是120万年前。许多绿藻生长在池塘和湖泊边缘等容易变得干燥的地方,达尔文提出天择说,认为这些绿藻适应这样 的状况,在水退去以后能够生存在水位线之上。早期的陆生植物,大约出现在4亿5000万年前,享 受地球上明亮的阳光和充足的二氧化碳,有助于植物藉由光合作用产生有机分子,进而自给自足,而 那时的地球土壤也相当营养肥沃。陆生植物中有85至90%都是种子植物,首次出现的时间约在3亿 6000万年前,又过了1亿4000万年,开花植物出现在地球上,而植物分类群中最年轻的草类,出现在 4000万年前。

绿色植物的范畴包括体型微小的野草到参天的红杉。这些植物全都具有真核细胞和由纤维素组成的细胞壁,多数绿色植物借着行光合作用获得自己需要的能量。现存的蕨状种子植物,是地球上最先出现的种子植物。植物授粉后形成的胚胎 , 胚胎形 成种子,种子外围有保护层,亲本植物释放种子后, 这样的种子可以保持休眠状态好几年 。

约1万2000年前,世界各地的人类开始栽种野生的种子植物,人类也从狩猎采集者转变为农夫 。

种子植物除了是人类主要的食物来源,也是燃料、 木器(孢子植物除外)和药物的主要来源。孢子植物,包括蕨类、苔、藓和木贼,既不会开花,也并非由种子发芽生长而来。

陆生植物体型大小各异,包含毫不起眼的野草到参天的红杉,苔类植物,体内没有植物运输水分的系统,必需生长在潮湿的环境,周围一定要液态水才有办法繁殖, 多雨气候地区保持潮湿的屋瓦,是最适合苔类植物生长的地方。