沙漠里的“逆天”生物，竟能活到2000岁！

撰文、绘图 / 朱立杰（国家植物园南园）

中国国家植物园南园收藏了一棵神奇的植物。它静静地生长，舒展着两片修长的叶片，和兰花别无二致。它的名字叫“百岁兰“，但它不是兰花，是裸子植物！是树！它原产于世界上最干旱的沙漠，就像隐遁（dùn）的智者，在死亡之地从容地度过了千百年！

01

“离经叛道”的沙漠植物

1859年，奥地利探险家、植物学家弗雷德里希·威尔维茨艰难跋涉在纳米布沙漠（位于非洲纳米比亚和安哥拉境内）。这是世界上最古老，也是最干旱的沙漠之一，年降水量不足10毫米，满眼黄沙，砾石遍地。

突然，在黄沙砾石之上，威尔维茨看见了一堆破布条般的植物，走近一看像是行走的章鱼。他仔细地观察着这个从未见过的古怪家伙：茎高不足半米，上粗下细，矮墩墩的，像个倒置的圆锥，“圆锥”上面的直径竟有1米左右；两片巨大的叶片，长五六米，宽六七十厘米；叶片之间光秃秃，没有茎，生长点似乎已完全死掉；叶片的基部翠绿新鲜，叶尖部分却早已枯死，一部分顺着平行叶脉撕裂，像一根根破布条在风中舞动。

世界上竟然会有这样“离经叛道”的植物——近乎所有的沙漠植物都在为避免散失水分而竭力减小叶面，就像仙人掌，干脆把叶片进化成了“刺儿”。可这家伙却反其道而行之，长出这么大的叶子！

02

“孤独”的分类

威尔维茨将百岁兰的标本寄给了顶级植物学家约瑟夫·道尔顿·胡克（小胡克。其父威廉·杰克逊·胡克〔老胡克〕同为植物学家，是英国皇家植物园邱园〔被列入世界文化遗产的植物园〕的首任园长）。他希望这位学识渊博的学者能帮忙确认这一神秘植物的身份。

小胡克废寝忘食地研究了几个月。他仔细地观察了百岁兰的生殖器官（植物的生殖器官为花、果实、种子），发现百岁兰的“花”和松树的“花”一样，也是“集体户”，它们由多数交互对生、排列整齐而紧密的苞片组成。此外，它的种子上薄如纸的飞翼，和杉树种子很像。从这些特征，小胡克断定百岁兰应属于裸子植物（种子裸露，没有花和果实）。所以，百岁兰的“花”，应称为“孢子叶球”。因为花的概念只有在描述被子植物（种子有皮，有花和果实）时才使用，而裸子植物的“花”被称为大（雌）、小（雄）孢子叶球。

最初，威尔维茨提议直接用当地人的叫法“图门多巴”给它命名。小胡克认为如此珍奇的植物命名不可草率，为了让后人记住威尔维茨的重要贡献，便提议名为Welwitschia mirabilis，意为威尔维茨的神奇植物（中文译百岁兰）。

因为“绝世无双”，科学家们只能根据其叶大、平行叶脉、假花被等特征将其分到裸子植物门买麻藤纲。可在买麻藤纲里，它连一个关系近点儿的旁系亲属都没有。没办法，分类学家们只能单独为它设立一个目——百岁兰目。

不过，这家伙虽然是裸子植物，但已经具有了一些被子植物的特征，因此进化论奠基人达尔文认为，它有可能是裸子植物到被子植物的过渡物种。

之后，科学家们利用放射性同位素碳-14对百岁兰进行测定，发现百岁兰的平均寿命竟高达500～600岁，寿命最长的竟有2000岁——叫百岁兰实在有点“屈才”，叫千岁兰才对！

03

长寿有秘诀之生理结构

身处绝境，寿享千年！何以为之？答案是彻底改变！

百岁兰在诸多地方都做了有悖（bèi）常理的改变，目的就是为了活着。它精细地计算，把一切可用的资源都最大限度地利用。

消失的叶子

种子植物在胚胎发育阶段先形成两个干细胞群，分别称为茎顶端分生组织（SAM）和根顶端分生组织（RAM）。这些分生组织会不断产生新细胞，为新器官的形成提供细胞来源。

其中，茎顶端分生组织中的干细胞不断分裂产生新细胞：有些新细胞会被挤到两侧，继续分裂产生新细胞，达到一定数量之后就会在顶端分生组织形成叶原基，再经过一系列的细胞分裂、分化、扩张，最终发育成叶片；有些新细胞则被挤到下面，继续分裂就推动顶端分生组织向上生长。顶端分生组织向上生长一段距离后，会长出新的叶。一个叶片和下一个叶片之间的茎段统称为“茎节”。植物的生长就是茎节不断累加的结果，而植物之所以拼命向上生长，是因为它们不想被周围的植物所遮盖，要尽可能地占据最优的光合作用生态位。

百岁兰孤独地生长在空旷的沙漠之上，不存在被遮挡的可能，用不着拼命向上生长。所以，它终生只长出4片叶：两片子叶，两片真叶。子叶衰退后，只剩一对真叶继续生长。

在目前所知的植物中，百岁兰的生长发育方式绝无仅有。滴水难见的纳米布沙漠，多长出一片叶子都是奢侈——叶子进行光合作用，就必须打开气孔吸入二氧化碳，但只要气孔张开，体内那点儿可怜的水分也会随着蒸腾作用（水分从植物表面以水蒸气状态散失到大气中的过程）被散失出体外。

废茎强根，互帮互助

茎段的生长也要消耗大量的能量。“精于计算”的百岁兰——“狠心”，废掉了茎顶端分生组织，只长两片真叶。

这一极端做法的主要目的就是“弱干强根”。这是生长在干旱和半干旱地区的植物普遍采用的策略——沙漠的地表没有水，沙漠植物必须要长出十几米、甚至数十米深的根系才能连接到地下水源。所以，大多数生长在干旱和半干旱地区的植物普遍都有发达的根系，但其茎干相对矮小。

百岁兰不但主根发达，其侧根也很发达。这些侧根纵横地下成为很多真菌和细菌的栖身之所，而这些微生物也竭尽所能地为其吸收氮、硫、磷和其他微量元素提供帮助。

04

长寿有秘诀之生活方式

沙漠中，水是最重要的物质之一。为了水，百岁兰将叶片变得像皮革一样坚韧致密，极大程度地避免了水分散失和阳光灼伤。这样，巨大的叶片也派上了用场：吸附空气中的水蒸气。这是因为沙漠巨大的昼夜温差，会让更多的水蒸气冷凝成水滴，最后汇聚成水——也是百岁兰的取水方式之一。

此外，为最大限度地减少水分散失，像仙人掌等沙漠植物一样，百岁兰的光合作用也采用了景天酸代谢（CAM）模式：夜晚沙漠温度低，植物的蒸腾能力大大减弱，水分散失少，所以沙漠植物晚上打开气孔吸入二氧化碳，并将其转化成苹果酸储存在液泡中；白天它们又会关闭气孔，把苹果酸中的二氧化碳释放出来，让其进入叶绿体进行碳同化反应（将二氧化碳转化为碳水化合物的过程）。

百岁兰虽深处绝境，但为了生存，不断地调整自己，精打细算合理控制收支，让自己在不毛之地悠然生活。这种不畏艰难困苦、善于变通、积极向上的精神，值得我们学习！

本文来自《知识就是力量》杂志，原标题《千年“隐者”——百岁兰》，撰文、绘图 / 朱立杰，有删改，原创作品转载请注明来源。

现订购2023年

只需336元