**章 探寻植物的秘密：从观察到研究
从远古时代开始，人类就把植物当成生活中不可或缺的资源。没有植物，何以为食？没有植物，何以为家？植物让饥肠辘辘的人们获得了果腹的食物，让赤身裸体的人们拥有了避寒遮羞的衣物。人们利用植物的枝干搭建保暖又安全的房屋，用植物纤维做成渔网和捆扎用的绳索，用木材制作马车、渔船 在利用植物的过程中，人们也进行着植物学的研究。日积月累，一门研究植物的形态、结构、生长发育和开发利用等方面的学科—植物学诞生了。
普里斯特利通过实验证明“植物能更新空气”
**节 植物的价值
我们每天的生活都和植物有千丝万缕的联系。那么，植物和我们到底有哪些关系呢？下面让我们粗略地总结一下。
狼吃羊，羊吃草。草中的物质和能量又是从哪里来的呢？在生物圈这个巨大的生态系统中，植物是生产者，有着极重要的地位。植物光合作用的产物—有机物，为其他生物直接或间接地提供了食物，也提供了物质和能量。松鼠在树上寻找松果，麻雀在地面啄食草籽。离开了灌木丛，野鸡就会暴露在老鹰的眼皮底下；没有草丛的掩护，狮子很难捕捉到机敏的羚羊。也就是说，植物还为动物提供了有适宜温度、湿度的栖息场所，使动物有了丰富多彩、适宜生存繁衍的空间，并且还通过自己的枝叶、根系构建了动物隐蔽、躲藏、繁殖的屏障。因此，植物是生态系统中的基石，对生态系统的运转与平衡有着不可或缺的重要作用。
植物与人类的日常生活也息息相关。
植物为“吃货们”提供了丰富的食物。人是一种杂食动物。自古以来，人类的食谱都是以植物性食物为主。人类日常食用的粮食、蔬菜、水果主要来源于植物。据统计，全世界约有500000种植物[1]，其中很多品种被人类成功驯化和种植。截至2022年8月，我国累计登记非主要农作物品种26235个[2]，我们熟知的稻、麦、玉米、甘蔗、粟（俗称谷子）、甜菜、马铃薯、甘薯、大豆、蚕豆、椰子和香蕉都是大面积种植的主要农作物。茶、咖啡、酒等来源于植物的饮料也有非常悠久的历史。
有些植物的纤维可以用来编织衣服，让人类祖先告别了赤身裸体的生活，从此走上了文明的道路。1972年，考古工作者在江苏吴县草鞋山新石器遗址中发现了3块距今已有6000多年的葛布残片，说明当时的古人已经能够用骨针等工具编织和缝纫衣物了[3]。除此之外，植物纤维还可以用于制绳、造纸等。
植物是我们的药物来源之一。古人在采集植物时，自然就会想办法观察和研究植物。不同植物的种子、茎秆、块根、果实等器官的营养价值有很大差别，这就需要人们进行选择和研究了。在长期的生产和生活实践中，古人发现很多植物可以为人类治疗疾病。经过一代又一代的尝试和试验，古人对药用植物的生长发育规律、采集时间、处理方法等都有了相当深入的研究，对每种药用植物的药性、疗效和药用植物之间的相互作用也研究得非常透彻。我国已记载的药用植物约有11000种[4]。我们耳熟能详的人参、当归、甘草、桔梗、柴胡、远志等药材都来源于植物。
汽油也主要是由植物演变来的。人类目前使用的化石燃料—煤和石油，都是由古代动植物（主要是植物）的遗体经过复杂的生物化学和物理化学作用演变而来的。为了应对能源短缺的问题，现在一些发达国家兴起使用粮食、秸秆制造酒精，用作生产生活的新能源，这也是利用了植物体内的能量。
我们的每一口呼吸都来自植物的馈赠。森林是地球之肺，植物让地球上的空气保持清新。植物通过光合作用将人类和其他生物排放的二氧化碳转变成有机物，并释放出氧气，维持了大气中二氧化碳和氧气的平衡，减缓了因为工业生产等大量排放二氧化碳引起的温室效应。植物还能吸收二氧化硫等有毒有害气体，吸附空气中的尘埃。此外，植物还能防风固沙、防止水土流失、改良土壤、提高土壤肥力、绿化都市、营造庭园景观等，为人类创造了舒适美好的生存环境。当然，植物的作用远不止上文所说的这些。我们居住的房屋、生活使用的家具都离不开植物。可以说，植物与我们的衣食住行都有关系。既然植物有这么多重要的作用，那么研究植物、开发利用植物及保护植物就成了人们关心的课题，这就诞生了一门学科—植物学。植物学都研究什么呢？概括地说，植物学是研究植物的形态、生理、分类、生态、分布、遗传、演化等方面的科学。开展植物学研究，不但可以开发、利用、改造植物资源，让植物为人类提供更多的食物、纤维、药物、建筑材料等，还可以在利用植物的同时保护好生态环境，获得经济效益与环境效益的和谐统一。
第二节 古人如何认识植物
一、一种杂食动物的演化
人类为什么能从动物界中脱颖而出呢？现在我们仅从食物的角度进行分析。1997年，美国加利福尼亚大学的研究人员在埃塞俄比亚一个名叫“赫托”（Herto）的村子附近发现了3块人类头骨化石。几年后，他们在《自然》（Nature）上发表了自己的研究结果：氩同位素测定显示，这些古人生存在距今约16万年前，是目前发现的*古老的现代人化石[5]。那时的人类已经学会了用火烤熟食物，使食物变得软烂，更容易消化和吸收。由于食物越来越精细，人类不再需要长长的犬齿去撕裂动物坚韧紧实的皮肉，也不再需要磨盘一样的臼齿去研磨植物生硬粗粝的种子。长此以往，古人的牙齿逐渐退化，口腔的体积也随之减小，为提高颅容量提供了空间（颅容量增大由多种原因引起，这只是其中一个因素）。人类的近亲动物（黑猩猩、大猩猩等）的牙齿比人类发达得多，这与它们的食物不够精细有直接关系。聪明的大脑不但能预判寒冷、炎热、暴雨、强风等异常天气变化，做出适应性的反应，还能在寻找食物时发挥重要的作用。在刀耕火种的原始农业之前，人类在采集植物块根和果实种子时就必须学会认识很多植物。比如，哪些植物能吃，哪些植物不能吃，哪些植物是有毒的，哪些植物是治疗疾病的，甚至植物的哪些部位在什么季节能吃，哪个部位怎样使用才
能治疗哪种疾病
民以食为天。由于动物机敏灵活，人类捕捉动物有太多的困难。人类在长期的演化过程中，没有向拥有锐利的爪子、锋利的牙齿、快速奔跑的能力等肉食动物的方向演化，而是逐渐演化成一种拥有高度智慧的杂食动物。狩猎活动有太多的不确定性，古人有时可能会逮到一只鹿或者一头野猪这样的大型动物，有时可能连一只兔子也逮不到。所以，从古至今肉食一直是人类的副食，而植物性食物则始终是人类的主食。
不难想象，以植物的种子或茎叶为食，相对来说摄食成本更低。所以，古代先民早就把取食的目光投向了不能移动的植物。从古猿到智人，植物的种子、果实、块根等一直是可靠的食物来源。哪些植物可以吃、植物的哪部分能吃、怎样获得足够的高营养食物成了古代先民头脑中必须思考的问题。
后来，人类开始有意识地培育农作物。能为人类提供食物的植物本来就不多，能培育成农作物的植物更是屈指可数。直到今天，人类大面积种植的农作物也只有几十种。水稻、小麦、粟、高粱 这些农作物的祖先能够进入古人的视野并被培育成功，前提是古人对众多植物的深入研究和精确筛选。这表明，古人对植物的认识和研究有相当高的水平。那些生涩难咽的草籽，经过一代又一代古代先民的人工选育，逐渐被培育成产量高、口味好、营养丰富的口粮。
被苍蝇污染的肉烤熟了再吃就不容易生病，熟土豆比生土豆的口感更好，更容易消化。古人会用火之后，不但让食物的种类增多了，而且食物也变得更容易消化吸收了。农作物、家禽、家畜的出现，使古人的生活不再是没有保障的饥一顿饱一顿。火的使用、庄稼的出现使古人彻底脱离了动物阵营，过上了相对稳定的生活，在生产劳作之余可以进行一些与食物无关的娱乐活动。与此同时，古人的牙齿逐渐变小，肠子逐渐变短，颅容量逐渐变大，成了地球上雄视天下的智慧生物。在这个过程中，一些人的艺术天赋和文学才干得到培养与发展，由此渐渐演化出了文化。
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