沒有植物,人類還能生存嗎?

本文圍繞“沒有植物,人類還能生存嗎”這一問題,通過對比地球與月球的環境差異引出植被的概念,從氧氣供應、食物供給、水土維持、生態平衡、仿生應用等多方面闡釋了植物對人類及地球所有生物生存的關鍵作用,指出植物研究領域仍有諸多未被完全認識的問題,呼籲人們從孩童時期樹立認識、利用、保護植物的意識,激發研究植物的興趣。

沒有植物,人類還能生存嗎

在無邊無垠的宇宙中,地球與月亮是兩個相距最近的星球。地球有水,有植被,生氣蓬勃;月球有海(月海)無水,有山(環形山)無樹,沒有生命。月球上有嫦娥、吳剛、白兔和桂花樹之類的人和動植物,僅僅是人們一種美好的想像,事實上並不存在。地球與月球相比,有無“植被”是最根本的差別之一。

“植被”是覆蓋在地球表面的植物的總稱。在不同的季節,人們會用不同的被子,如毛巾被、絲綿被、鴨絨被等,來保護和溫暖自己的身軀。植被如同蓋在地球上的被子,同樣保護著地球。但是,植被的作用遠遠不止保護的意義,它們還直接或間接地哺育著地球上的生靈,包括人在內的所有生物。生物生存的必要條件是氧氣、水和食物的供應,植物恰恰是這三種必要條件的提供者和調節者,沒有植物,就不會有地球上的其他生物。

地球的表層大氣中大約含有25%的氧氣,如果把這個含氧量當作為100%,海拔每上升1000米,空氣中含氧量就下降10%。每個人都知道,沒有氧氣人就會窒息死亡。甚至在海拔3000米的高度,由於空氣中含氧量的明顯下降,有的人就會開始出現高原反應,感到呼吸困難。在海拔7000米以上的高度,一般人就已經難以忍受,會產生高原病。地球上的氧氣從何而來呢?在生物進化的過程中,綠色植物得到一種本領,能利用太陽光能,把水和二氧化碳合成糖類,同時釋放出氧氣。在地球的演化進程中,隨著綠色植物的產生和發展,地球空氣中的氧氣越來越豐富,達到目前這樣相對穩定的平衡狀態。植物在合成糖類時,所吸收的二氧化碳是來源於生命體的呼吸作用或地球上的各種燃燒過程。在地球上,植物是促使氧氣和二氧化碳相互轉化和平衡的關鍵,它的作用是無法替代的。可以說,如果沒有植物,就沒有人類呼吸所必需的氧氣,就失去了人類生存的必要條件。

植物直接為人類提供了極為豐富的食物。例如人類每天生活所需的大米、麵粉等糧食,大豆油、向日葵籽油、橄欖油等食用油,還有各種各樣的蔬菜水果。所有這些都是取自植物的根、莖、葉、花、果實和種子。它們含有豐富的澱粉、蛋白質、脂肪,以及人類健康需要的各種維生素。食物除了能為人類直接食用外,棉紡織業、製糖業、木材加工業、造紙業、食品加工業等原料也來自植物。雖然人類食用的肉、乳製品來自動物,但是許許多多動物,包括家畜,如牛、羊、豬、雞、鴨、鵝等,都是以植物為主要食源的。可見植物處於地球食物鏈的基礎或底層,沒有了植物,也就沒有了人類和其他生物的食物源。

雖然人們主要不是從植物中獲取大量水分,但是在食用新鮮果蔬時,也獲得了一部分水,因為新鮮植物中的水分含量有90%左右。在地球上,植被在維持水的動態平衡、調節溫度、保護土壤中起了關鍵的作用。有人把大森林比喻成大水庫,一點也不誇張。例如,在沒有植物的沙漠地區下一場雨,落下的雨水,一部分很快滲入地下,另一部分在強烈的陽光下會很快蒸發到大氣中。如果有了植物,落下的雨水首先會被植物吸收,植物還可以遮擋陽光,防止地表層水分的快速蒸發,植物在地球表面起到了固定和儲藏水分的作用。在沒有植被或少有植物的坡地,一下大雨,雨水就會沖刷大地,輕者造成土壤流失,重者造成災害性的泥石流。有了植被,植物的根就能深深地扎入土壤,牢牢地固定土壤。因此,人們需要封山育林,需要在過度開墾的地方植草種樹,恢復植被。總而言之,在沒有植被的地方,環境會變得非常嚴酷,例如寸草不生的沙漠或荒涼的戈壁。由於植物在地球上的地位至關重要,因此在維持生態平衡和維護生物多樣性時,首先要考慮的因素就是植物。

植物在進化的過程中形成了許許多多巧妙的生存技能,人們通過學習和借鑑這些生存技能來造福於人類自己。模仿植物的精巧功能也就是植物仿生,已經有許多成功的例子,如大跨度的房頂結構、鋸齒形的工具、尼龍搭扣等。還有許多更加複雜和深入的植物仿生尚需繼續探索,例如:在能量仿生中的模仿植物高效利用太陽能;在分子仿生中的模仿植物在溫和條件下固定和利用空氣中的氮,巧妙地合成多種多樣非常有用的有機化合物;在力學仿生中的模仿植物的堅固結構、風媒種子的靈巧飛行;等等。

植物對於人類的生存和生活是如此的重要,因此我們對植物的了解和認識也非常重要。在對植物的進化與分類、植物的結構與形態、植物的生理與代謝、植物的生態與環境、植物的保護和利用、植物的遺傳奧秘等這些大的領域中,還有眾多問題遠遠沒有得到完全的認識和結論。隨著現代科學技術的迅速發展,對植物的認識確實已經有了長足進展,不僅能逐步深入認識,更是可以利用一些非常先進的手段,如植物細胞工程和基因工程技術,去改造植物,以更好、更有效地服務於人類。因此人類要從孩童起就要樹立認識、利用、保護植物的意識,激起研究植物的興趣。