前言 由植物开启时光之旅
第1章 植物等待人类的10亿年(人类诞生之前)
苔藓和蕨类:仍生活在当今森林的早期植物
裸子植物:随风繁衍形成的针叶林
苏铁和银杏:保存着远古记忆的活化石
森林、草原和荒原:静待人类出现的生物群系
探寻植物的踪迹 很久以前,巴黎和伦敦曾经都是丛林
第2章 植物帮人类走向定居的20万年(农耕文明之前)
种子和杂草:人类食用的林中植物
历经沧海桑田的日本群岛远古时代的森林
橡子:人类开始加工野生植物
藜和栗:人类挑选和培育的杂草
来自照叶林的水果:对森林的馈赠进行栽培
漆树:人类发现了天然树脂和涂料
水与火的使用:改变了人类与植物的关系
探寻植物的踪迹 在稻子体内制造的微小的宝石
第3章 发现粮食作物,传播饮食文化(农耕文明时期)
麦:地中海文明的支柱
大麦:世界上最早被驯化的作物
小麦:世界文明的坚强后盾
黑麦:成功取代谷物的次生作物
稻:让亚洲摆脱饥饿的作物
野生稻:曾经是顽固过头的杂草
旱稻、水稻和荞麦:古代科学技术的传播
探寻植物的踪迹 荞麦起源于西伯利亚还是中国
“新旧大陆”的草木:为人类提供大块淀粉
薯蓣、芋头和香蕉:来自欧洲人向往的热带乐园
木薯、马铃薯等:来自美洲大陆的馈赠
番薯:在史前就漂洋过海的植物
探访植物疾病 从祈求祷告到查明植物疾病的真相
豆科植物:地球上最繁荣的植物家族之一
各种豆子:让土地和餐桌都变得富饶
大豆:一直养育着中华大地
豆的扎根:豆科植物多样化的秘密
植物的营养学 以玉米为例探讨谷物与营养的均衡
第4章 植物的神奇功效(大航海时代之前)
药用植物:早期的药用树木和果实
葡萄:制造通向神明的饮料
柳树:天然的阿司匹林
柑橘属和蔷薇科水果:来自水果天堂
海枣:美索不达米亚人栽培的果实
象征吉祥与美的植物:圣树和蔷薇
月桂树:太阳神阿波罗的圣树
蔷薇:从餐边食物到神明供物
木樨榄:被和平女神与胜利女神选中的树木
柏木:因长寿而被当作永生的象征
树木与人的相关性 从作为征服对象的原生林到培育木材的人工林
树木与人的相关性 被守护至今的巨树与独自存活至今的巨树
第5章 植物被植物猎人带到世界各地(大航海时代与工业革命时期)
植物猎人:带动了世界和经济运转
郁金香:世界上首次泡沫经济的主角
兰花:贵族身份的象征
茶:英国为之发动了“鸦片战争”
烟草、咖啡和香辛料:刺激人类感官的植物
番红花:从古至今的安神魔力
烟草:“新旧大陆”的邂逅和交易
罂粟、大麻和古柯树:从混乱到清醒
植物中的生物碱:大帛斑蝶的热带智慧
形成咖啡馆文化的咖啡、可可和香荚兰
其他蔬菜和香辛料:工业革命前仍被当作药物
通过胡椒看周游世界的香辛料的宿命
环游世界并改变了世界的蔬菜
番茄和辣椒:把东西两个半岛染得通红
以日本为例:本土蔬菜和外来蔬菜
植物热潮:近代植物学的发展
园艺热、植物园热和栽培热
橙和王莲:欧洲人栽培的温室植物
棕榈:欧洲人建立大型温室栽培的植物
棉花等植物:从土地上收获的“羊毛”
欧洲花园里的东方草木之美
山茶:率先将春天送到欧洲
绣球和睡莲:印象画派的主角
牵牛与百合:底层百姓喜爱的花卉
第6章 植物在缩小的世界中膨胀(工业革命之后)
透过咖啡看种植园的时代
人类世的问题 单一种植引发的现代病害大流行
亚洲、非洲和大洋洲的种植园变化
替代能源作物正在重新定义耕地
结语 植物与人类的未来
可持续的生物资源 海草和藻类可以成为替代能源
光合作用的生物制造动物蛋白
用植物生物量生产酵母蛋白质
利用微生物生产新的家畜饲料
转基因与基因组编辑 转基因作物增加了可以耕作的土地
使用基因组编辑技术加速新植物的诞生
在没有重力的太空和海洋中栽培植物
可以成长的植物型机器人与细胞大小的微型机器人
如果可以实现人工光合作用,二氧化碳就可以成为利用资源
后记 人类开拓未来的线索
图片来源
参考资料
为了更好地理解植物如何改变人类的生活,以及人类如何改变植物的分布、形态和性质,本书特意将植物与人类之间发生的故事放到了地球历史的时间尺度中进行全方位的审视。
人类历史的时间跨度一般仅限于过去几千年,但是生物的历史却要久远得多。为了更加直观地认识人类与植物出现时间的差异,我们可以把地球从诞生到现在46亿年的岁月长河比作“地球日历”中的一年。如果假定地球于1月1日;麦晨0点0分诞生,那么拥有细胞的生命则出现在2月中旬,而能够进行光合作用的植物,即产氧生物出现在5月末。有细胞核的生物大致是在暑期开始时出现的。在地球日历的夏天,所有的生物仍然都是单细胞生物。在能感受到秋意的10月中旬,多细胞生物首次出现。直到这个时候,所有生物依旧生活在海洋中。
现在让我们以日记形式来追随植物发展的脚步。11月18日,寒武纪生命大爆发,动物发生了更替和急剧的形态变化。11月20日,藻类演化,并为登上陆地做好了准备。11月24日,最早登陆的植物出现了。12月7日,分化出了裸子植物和被子植物。12月16日,最早的花出现在三叠纪。12月21日,“似花非花的花”在睡莲上绽放的时候,各种各样的草也长出来了。12月26日,由于陨石撞击,大多数植物灭绝了,幸存下来的植物经过多次基因组倍增,很多新物种又出现了。接着在一年即将结束的12月31日16点38分,禾本科植物出现了,它们是最晚出现的草的同类。至此,与现在非常相近的陆生植物生物群系形成了。
在这之后,地球上的植物开始加速变化,这就是后文所介绍的人类对植物的驯化。从人类开始栽培植物到现在,大约一万年间所发生的各种事情,在地球日历的时间尺度下,大致相当于一年的最后一天的最后一分钟。换句话说,地球历史中的364天23小时59分钟都是人类与植物相遇之前的准备时间。泥盆纪一石炭纪苔藓和蕨类:仍生活在当今森林的早期植物从海洋登陆的“先遣部队”是苔藓植物
在海洋里进行光合作用的藻类演化出苔藓植物,于地球日历的1 1月29日-12月3日登上陆地,这相当于地质年代表中的泥盆纪(4.192亿~3.589亿年前)。藻类在海洋中进行光合作用提高了大气中的氧气浓度,促进了臭氧层的形成,因此最终它们成功登上了紫外线减弱的陆地。
在如今的大陆格局形成之前,苔藓植物就已经在陆地上扩散,所以它们在各大陆的分布没有太大差别。苔藓植物拥有可以进行光合作用的绿色组织(相当于叶片)以及可以固着在基岩等固体表面的构造(相当于根),但是没有明显的根、茎、叶的区分,也没有维管束。虽说已经适应了陆地,但是它们并不具备可以抵御干旱的构造。因为在进行有性繁殖的时候,配子要在水中游动并设法接近交配对象,所以它们要生长在水源附近。长成参天大树的蕨类形成森林
最早的陆地植物苔藓还没有茎和叶的区分,也没有维管束,而稍晚出现的蕨类植物已经存在明确的根、茎、叶的区分。虽然蕨类植物的茎中有发达的维管束构造,但在繁殖上还是与苔藓植物一样,要孢子在水中游动才能实现。一般认为,蕨类植物是在地球日历的12月3日至12月8日才出现的,相当于地质年代中的石炭纪(3.589亿~2.989亿年前)。蕨类植物在气候温暖的石炭纪长成了大型的植物体(巨树)并覆盖地表,与苔藓植物一起形成了类似于森林的生态环境。在几千万年里,它们积极地进行光合作用,吸收并固定了大气中的二氧化碳,不断积累形成了由它们的遗骸构成的地层。这些遗骸在地下经过高温高压条件下的压缩,变成了容易燃烧的化石燃料。工业革命时期的人类,又将这些埋藏在地下的碳源再次以二氧化碳的形式释放到大气中。
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