植物,创造之美的见证

【作者:张文亮河马教授 2013.04.21


我有一个梦想,
带着学生到郊外骑脚踏车,
骑累了,下车,喝些水,
大家围坐在草地上。
老师就自口袋中,取出稿纸,
朗诵起观察植物的故事。

长期以来,植物保留了一个秘密,没有给聪明的哲学家知道,只让蝴蝶与蜜蜂知道。千年之久,人类看植物没有移动,没有雌雄的差别,因此认为植物没有交配,没有生命。直到十七世纪,格鲁(Nehemiah Grew ,1641~1712)才解开这个秘密,他发现「雄蕊」上的「花粉」与「雌蕊」内的「子房」—原来植物的雌雄器官,藏在花蕊的里面。从此植物被放入生物学,而非无生命的矿物学,「雄蕊」、「雌蕊」、「花粉」、「子房」等名词,也出现在普世植物学的课本中。因此,他被称为「植物组织学之父」。

维管束组织的发现

格鲁从小就是好奇的孩子,对周遭一些众人视为平常的事情,都会追根究柢,如果得不到答案,就自己去研究,去查考资料。他就读剑桥大学时,读了约翰・芮的书,使他开始研究植物学。他在1661年大学毕业,前往荷兰莱登大学(University of Leyden)念医学,并学会自制显微镜的技术。1664年,他发表「植物的种子表皮是由几层不同的细胞组成」。

他取得医学博士后,在荷兰行医,1672年回到英国,又在英国伦敦皇家协会发表「植物的茎部结构」,他提到茎部有许多平行的管状细胞,他称为「维管束」(vascular bundle)。他发表论文的深度与对植物研究的热忱,深深的感动了与会者,经过讨论,皇家协会决定提供一个「研究员」的专职,聘他研究植物。

历史上的第一位研究员

这是历史上第一份以「研究」为名的工作,过去的科学家都从事科学研究,有的是教授、有的是从事其他的行业,没有一种行业是以「研究」为专职。当时皇家协会认为,格鲁若全力投入植物学的研究,将有更多的成果,因此为他开创这份新工作。

不过皇家协会给的薪水不高,月薪50英镑,远低于格鲁行医所赚的钱。格鲁思考后,决定接受这份工作。果然,他又发表更多植物学的研究成果。1682年,他出版「植物组织学」(The Anatony of Plants),提到花的结构与雄蕊、雌蕊的功能,这本书是十七世纪最重要的植物学着作,自此植物学成为一门独立的学门,格鲁被后世称为「植物组织学之父」。

植物的每一部份都有其功用

格鲁不仅研究植物的组织,也研究其功能,例如植物的根部细胞与组织适合在土壤中延伸,又软又弯;植物的茎部细胞为了承受重量与抵抗强风,又紧又密;他用化学分析,已经发现叶部可以合成「淀粉」,叶部表面含「蜡质」,可以减少水份的蒸发,他写道:「由植物巧妙的结构,可以看出这是上帝奇妙的创作,使植物能够适应周遭的环境。」他又写到:「也许我无法明白遥不可及的星球,但是研究使我可以更欣赏一颗苹果的美。」

当时欧洲无神论盛行,格鲁以植物学的研究提出:「以哲学来否认上帝的存在,不过是幼稚的把戏,因为大自然从来没有否定上帝。若有哲学以为使植物长成这样子的是大自然,而非上帝的创造,他必须面对一个基本的问题,大自然由上千个变因所组成,而一千个以上的变因无法长出,生命体这么平衡的结构。因此大自然再多的变因,都是上帝的手每时每刻的引导控制。大自然是一部机器,上帝是其设计者、建造者与主宰。

植物与国土规划

他晚年把植物学导向经济学,提出国家需要多少土地,种植多少植物,才能使每人有足够的粮食,甚至作为国土规划与自然资源管理的依据,这些研究是近代自然资源管理,与国土规划的滥觞。原来从很单纯的一棵植物了解起,可以延伸到治理国家,甚至明白上帝创造的美意。

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