从发光飞行到占领地球，科幻作品里的那些神奇植物真的存在吗？
平时默默无闻的植物，是科幻电影、文学等作品中的常客。比如电影《阿凡达》中的路灯花、在空中漂浮的荧光种子，《三体2：黑暗森林》中的巨型地下森林……许多科幻作品中，都会呈现奇幻、惊人的植物。
作为人类在地球家园的邻居，植物比人类更早出现。它们不会说话，但或许是因为身上藏着太多的秘密，植物世界也是一个科幻世界。
从可以发光飞行、食兽吃人的“食人花”，再到悄无声息占领地球的植物“哲学家”，科幻作品中，那些奇幻植物在现实世界中真的存在吗？
10月18日，第81届世界科幻大会在成都拉开帷幕。而在此前的10月9日，2024成都世园会也迎来了开幕倒计时200天。世界科幻盛会与世界花卉园艺领域的“奥林匹克”盛会都将落地蓉城，会碰撞出怎样的火花？科幻世界的土壤里孕育出了怎样的植物？植物世界藏着多少真实故事？让我们跟随那些科幻作品，走进真实的植物世界。
▲发光植物生长过程（彩色表示发光强度，非实际颜色）图据新华网
发光的植物
在电影《阿凡达》中，会发光的植物随处可见，奇幻森林、路灯花、在空中漂浮的荧光种子……这些奇妙的植物美轮美奂，令人遐想。其实，自然界中的生物发光现象相当普遍，目前已知有大约30种独立的生物发光体系。各种发光物种包括细菌、藻类、真菌和无脊椎动物等。发光生物十分常见，有些科学家便开始设想：能不能让植物也发光？
最初，科学家们创造发光植物，是为了可以在实验室条件下将荧光基因作为报告基因，从而通过检测发光情况鉴定外源基因是否成功导入植物体，或者根据发光的强度判断实验植物的生长状态或者基因表达情况。
早在20世纪80年代，科学家就将萤火虫的萤光素酶导入到植物细胞或者植株中表达。但是这些发光植物需要外源提供底物和能量，而且存在发光微弱、持续时间短、依靠肉眼难以观测等局限性。此外，科学家们在实验室中经过基因工程改造，将水母荧光蛋白或者改良后的荧光蛋白，转入植物组织中表达也能获得荧光植物。但这类植物必须在紫外光或者蓝光的激发下，才能发出短暂荧光，而且需要用仪器才能够检测到。
于是科学家们又开始向发光真菌“取经”，这次成功了。真正能够实现肉眼可见的植物发光系统在2020年取得了重要突破。来自美国和俄罗斯的科学家分别利用存在于发光真菌中的真菌生物发光途径（FBP），改造并建立了在植物中可以起作用的生物发光系统。
自发光植物会以光的形式释放能量，如果释放出来的光能足够强烈，转化后的植株可在活体生长的状态下，产生肉眼可见的自发光。
一代更比一代亮，植物未来或许能照明。2023年5月，浙江大学都浩团队在此基础上又对该系统进行了改良。经过代谢工程手段优化的植物自发光系统，比原来的发光亮度提高了五倍以上，并且能够持续稳定地发出人类肉眼可见的光。哪怕是离体的叶片，也同样能持续发光三天之久。
试想，种上几棵发光树就可以照亮道路，举一根树枝或者种一株发光的花草就能把它当成照明灯使用，这样的感觉多美妙。
▲发光植物夜间照片 图据新华网
长翅膀的种子
科幻文艺作品中各式各样的飞行器让人眼花缭乱，其中不少外形如植物，有的甚至就是植物本身。而在现实生活中，也有能飞的植物，甚至轰炸机的设计也模仿了它们。
“植物飞行大师”各有各的绝技，它们有的天生自带有趣的发射器，能把种子抛到空中。喷瓜，号称为最有力气的果实，力气大得像“放炮”，因此又称为“铁炮瓜”。它的种子与浆液一起被包在瓜皮中，当它成熟的时候，一有风吹草动，瓜就自动脱落，种子与浆液会瞬间喷出来。
凤仙花就是人们经常说的“指甲花”，它的果实在成熟之后，只要微风一吹，内部能量便瞬间释放，种子顺势向四周飞快弹出。紫罗兰种子繁殖的方式更为炫酷，在成熟之后，随着豆荚的收缩到一定程度，种子就被挤飞出去，感觉就像是在发射子弹一样。
在种子界，有一群沉迷于物理不可自拔的理工科种子，它们卸下厚重的果皮，进化出各种各样精巧的翅膀，成功实现了不靠动物就能漂泊远方的梦想——没错，就是种子黑科技之一——飞行。蒲公英的种子，被风一吹，就像一片片微小的羽毛一样，四处飞扬，类似这样传播的物种，还有柳树、杨树等，随着风力，走遍世界各地。
枫树的果实，也是带有翅膀的，通常会是两枚一组，每一枚上面，都长有一个“翅”，这样，果实看起来，犹如一对翅膀。当果实在下落的时候，就会旋转和飞起来。这种直升机式的果实，还有星果藤。
直升机之外，还有鸽式单翼机。东南亚的热带雨林中生活着一种翅葫芦，和它常见的葫芦科兄弟姐妹们不同，它将藤攀附在高大的乔木上，钟形的果实成熟后会从底部开裂，里面如同滑翔机形状的种子就会在高空开始滑行。这种满是高科技感的种子自然没被科学家放过，航空先驱伊格·艾特里希（Igo Etrich）就曾从它的种子中得到启发，发明了世界上第一架鸽式单翼机。
“食人花”存在吗？
说起“食人花”，大家可能都不陌生，影视作品中也时常出现它们的影子。“食人花”真的吃人吗？这要从一个传说谈起。19世纪后半叶，一位名叫卡尔·李奇的探险家，探险归来后对外宣称，在非洲的马达加斯加岛上，他亲眼见到一种能够吃人的树木。当地居民把它奉为神树，人一旦爬上神树，树上带有硬刺的叶子就会把人紧紧包裹起来，几天后，树叶重新打开时只剩下一堆白骨。自此，便有了食人植物的骇人传闻，但谁也没有拿出关于食人植物的直接证据。
2022年7月，在国家植物园（北园）展览温室内，三株有“食人花”之称的世界珍稀濒危植物巨魔芋陆续开花，形成了世界上首次、人工栽培状态下的巨魔芋群体开花现象。巨魔芋平均7年开一次花，开花时间很短，只有48小时左右，而且多数在晚上开花，因此它的每次开花在植物界都被视为一件盛事。
巨魔芋又被称为“腐尸花”，是天南星科魔芋属植物。开花时，巨魔芋会释放出自己合成的、含100多种化学物质的气体，主要成分为碳氢化合物及硫化物，闻起来就像腐肉的气味。同时它的花序生长迅速，一天可生长10厘米左右，生长过程中会发出一些“咔咔”的响动。
除了巨魔芋，大王花也叫“大花草”，作为东南亚的特有品种，以花朵巨大而气味恶臭著称。大王花的花心是一个大空洞，足够让一个小孩坐进去，又加上它散发出的尸臭味，让人产生会吃人的恐惧。其实，大王花腐臭味只是为了吸引腐肉昆虫如苍蝇来授粉而已。
世界上有真正的“食人花”吗？迄今为止，还没有权威的学术著作证明食人花的存在。著名的植物学巨著、德国人恩格勒主编的《植物自然分科志》，以及世界性的《有花植物与蕨类植物辞典》中，都没有任何关于“食人花”的描写。英国著名生物学家华莱士，在他走遍南洋群岛后所撰写的名著《马来群岛游记》中，记述了许多罕见的南洋热带植物，但未曾提到过食人植物。
因此，绝大多数植物学家认为，世界上也许并不存在一类能吃人的植物（包括“食人花”）。出现“食人花”之类的说法，可能是根据食肉植物如猪笼草、瓶子草、捕蝇草等捕捉昆虫的特性，想象和夸张产生的。还有一些人认为，不应武断地加以彻底否定，地球上还有许多人类尚未踏足的地方，也许，“食人花”正在某个角落，静静地等待人类去发现它。
植物的起源
在科幻作家和爱好植物元素的建筑设计师笔下，植物是未来城市设计灵感的来源。比如刘慈欣《三体2：黑暗森林》中，描写过一个犹如巨型森林的地下城市。同时，在想象的太空异世界里，荒芜的星球往往意味着植物的缺失。因此，栽种植物成了科幻作品里外太空世界改造的重要一环。在科幻大师罗伯特•海因莱因的作品《太空军校生》里，不乏宇航员用水培箱在太空飞船上栽种植物的场景。另外大家熟知的《阿凡达》中的潘多拉星，就是一个有着星罗棋布漂浮于半空的群山。
▲潘多拉星球的大型海洋生物“图尔鲲”，图源：《阿凡达：水之道》官方剧照
纪录片《How To Grow A Planet》（中文译名：种出个地球），讲述了植物的起源及生命机理。有茎植物从海洋走向陆地，沿着海岸生长，将一个死寂的世界慢慢变得富饶肥沃。刚开始，植被在地球表面的覆盖率并不高，它们只是沿着水岸生长，还没有办法登陆到内陆，在粗糙的岩石表面生长，在4.1亿年前，植物进化出了可以储存水分和营养的结构——根，便解决了这个问题。
亚洲柬埔寨的塔布隆寺，建于12世纪，它是人类文明的奇迹，也是自然的奇迹。这些深入建筑错综复杂的根可以为我们揭晓植被是如何进军内陆的。这些大树生长在吴哥窟庙宇的顶部，它们一路渗透直至地面，基本上直接穿过岩石、建筑，而非绕行。根的出现，使得植物可以冲破岩层的束缚。通过穿透岩石，植物为自己创造了一种福利，那就是——土壤，通过渗透的过程，将岩石慢慢分解成小碎片，再通过风化侵蚀成更小的颗粒，最终形成土壤。
土壤非常适合储存水分，这为植物进一步占领地球提供了条件。世界上陆地面积的40%由土壤组成，而土壤的形成，1000年只有区区2厘米而已。植物为了我们现在所能拥有的沃土，付出了非常多。同时，植物的出现对动物也起到了深远的影响，原本动物也被局限在海洋中。可以在地面呼吸，加上植物光合作用创造的糖分，促使它们上岸来，糖分可以成为它们的食物。
红星新闻记者 林聪 综合星球地理、科普中国、养花之家、中国花卉报、植物记录社
编辑 陈怡西