有所不知
我们对这些植物所知并不多。我们研究的主要是农作物,目的也仅止于实用。紫茉莉依然如谜。曼陀罗依然如谜。白色露珠草依然如谜。
每天早上起来,我们就被种种神奇和重重奥秘环绕。未知令人兴奋。生命花了四十亿年的光阴才成为今天的样貌。今早醒来,我们想把一切弄个明白。
我跟罗布·拉古索约在亚利桑那州图森市的亚利桑那沙漠博物馆见面,在曙光中观赏天蛾。它们将现身于一丛丛曼陀罗间。此类植物的别名有“吉姆森草”(jimsonweed)、“刺苹果”(thorn apple)和月光花(moonflower)。曼陀罗有巨大的喇叭状的花,质感如丝,呈乳白色和淡淡的紫色,吃下它会产生幻觉,导致失明甚至死亡。就像神话中所说,它的美丽有着双重性格。
我从小就是跟这种美丽却邪恶的花一起长大的。我从不曾对它习以为常,每次看见它,都不禁屏息。
博物馆里的“蛾园”也长满了一簇簇紫色的马鞭草、黄色的矮月见草、粉红色的紫茉莉和白色的月见草。月见草很细致,四片心形花瓣看起来只有一层纤维那么薄,笼罩其上的色彩稍微深些,像覆盖住年迈老人或稚龄孩童脸上的一层面纱。这些花看起来像是本打算去别的地方,却被风吹了过来。它们迟疑不定,仿佛又会随风而去。
事实上,它们正忙着散发出香味,迎接蛾的到来。
天蛾分布于世界各地。它的头的下方有根卷起来的吸管状喙,能够用来吸取花蜜。健壮的身体配有大而坚硬的强壮翅膀,轮廓鲜明。即使在微弱的光线下,天蛾仍能看得很清楚。它们飞得又快又远,还懂得控制自己的体温。
在这个沙漠里的天蛾是白条天蛾,这种蛾的四片棕色翅膀上有粉红色和白色的条纹。它的幼虫出于天性,会把视线范围内可以吃的东西都吃光,还会像小小的狮身人面像一样,挺直身子,以一种挑战的姿态,看看你是否对它喜欢的这种生活方式有意见。白条天蛾的毛毛虫呈浅浅的黄绿色,头是黄色的,身体两侧有淡色的斑点,以黑线描出轮廓,而末端有亮黄色或橙色的尖角,看起来美丽异常—它们似乎也知道这一点。
罗布从小就喜欢收集蝴蝶和蛾。在耶鲁大学念书时,他曾研究为蝴蝶提供食物的花朵。等到在研究所研究花香生物学时,他的注意力已经转向作为食物的花,而非蝴蝶本身。他从由花瓣释出、在天空中飞舞的分子入手,希望有朝一日能搞清楚每个细节。
罗布喜欢谈论伯惠绣衣(Clarkia breweri)这种很少有人听过的野花,一九九五年,他的博士论文就以这种野花为题。属于柳叶菜科的伯惠绣衣是粉紫色的,四片花瓣分成一个中央裂片及两个侧边裂片。这小东西看起来既快活又亢奋,它长得很快,适合拿来做基因研究。目前所知和它同属的花超过四十种,只有它是有香味的。
曼陀罗
罗布深情地说:“山字草(Clarika)这个属的植物,自古以来就由蜜蜂传粉。它们只给特定种类的蜜蜂提供花粉,但没有花香。然而,伯惠绣衣后来竟演化出一条长长的花蜜管,把花粉换成了花蜜,而且加上了香味。这是怎么回事?”
罗布花了一年时间研究采集、分析气味分子的方法。他发现伯惠绣衣的气味比较单纯。这种花产生两种化学分子,即柑橘属和薄荷里常见的萜类化合物,以及苜蓿和肉桂特有的苯环型化合物。跟它亲缘关系最接近的红丝带克拉花也含有微量萜类化合物。伯惠绣衣强化了这些化合物,还添加了不同种类的其他化合物。
再来,罗布等人要查出花的哪个部分制造什么气味,哪些酵素、哪些基因参与了这个过程,这些都是我们前所未闻的。有了香味,粉紫色的花就能吸引新的传粉者,比如夜行性的天蛾。借着加大花的体积、提供大量花蜜,且在白天继续开放,伯惠绣衣把蜂鸟也给吸引过来了。
不过那不是我们现在要谈的了。
只要是天蛾有兴趣的,罗布都有兴趣,比如说它们喜欢闻些什么。他学会了该如何记录天蛾触角的反应,发现它们什么都闻。
我们从来不知道事情原来是这样的,罗布觉得这一发现棒呆了。
在图森沙漠博物馆,罗布的太太和三个月大的儿子也加入了我们。就像所有父母一样,罗布喜欢跟宝宝说话,就好像小家伙每个字都听得懂,还可以用完整的句子做出回应:“是的,我现在想换尿布。”“不,我不累,虽然你希望如此。”“对!夕阳是照得我眼睛很不舒服。”
夕阳在亮紫色、呈锯齿状的山后落下了,世界一片迷蒙。就像该出勤的飞行员一样,天蛾出现了,隐形一般在重重灰绿色的叶子和鬼魅般的花丛前穿过。
“嘿,快看快看!”罗布说。
我努力看着,但只看出翅膀闪过的痕迹,像连续时空中的一波小小涟漪。
“快看!”他激动地说着。
尽管看不到天蛾,我却能闻到花香和一些别的气味。那是一种脂粉般的甜香,让我想起祖母擦的胭脂,也让我想起她跟我们在卫理公会的教堂里,一起唱“我独自走过花园”(I Walk through the Garden Alone)和“荣耀归掌权者,归神的儿子,归圣灵”(Glory Be to the Power and to the Son and to the Holy Ghost)时,总是会跑调。所有零零碎碎的线索全都搅在一起,变成一系列复杂的回忆:她那彩色螺旋状花纹的羊毛衣裳,教堂里擦得雪亮的木头长凳,还有那里的音乐。
像变魔术般,罗布凭空捉住了一只天蛾,置于手掌中。我差点没拍手叫好。白条天蛾是昆虫版的蜂鸟,会振动翅膀,从花冠筒中吸食花蜜。那只蛾挣扎了一会儿。
“看它多结实有力啊!”罗布语带赞叹,“这家伙真壮!”
一只是个功夫英雄的蛾。
空气中弥漫着香气、性的气息、食物的味道,还有回忆。“你想知道的是什么?”我问他。
他愣了一下,英雄飞走了。
“我想知道天蛾怎样感知一朵花。”
大约在二十万年前,人类经过演化,开始运用想象力认识外在事物。大自然的阳光、树和草孕育出思想,但我们观察别的动物时不无戒心。今天能再度有这样的机会,我们感受到的却是欣喜。当我们在原野里意识到自己的聪明时,在家里就会觉得恬适自得。
我们仍在演化当中。最先进的科技往往产生于室内或实验室,那里总是堆满了我们所发明,但不全然了解的工具。罗布所在的亚利桑那大学实验室有气相色谱分析仪,能够分析花朵产生的化合物。计算机程序会记录下每种化合物的质谱,这就像是它们独一无二的指纹。程序再把每种化合物的质谱跟数千种已知化合物做对比,就可判别该化合物究竟是什么。尽管如此,还有几千种化合物是我们不认识的。
像所有制造香水的人一样,罗布已经训练出了自己鼻子辨认香味的能力。他可以把气味这个外在经验跟一个特定分子配对,然后指出该分子对应的质谱。
人要活得像只蛾,恐怕最多也只能到这个地步了。
罗布喜欢当侦探。当他看到一朵花时,他会想:它里面有什么?为何它闻起来像葡萄或巧克力,却没有两者的任何成分?是什么使它发光?哪些气味较突出,掩盖了其他气味?哪些气味参与了合成新气味的过程?这气味对昆虫有什么意义?
一个问题引出下一个,最后衍生出六千多个问题。
蛾怎样感知一朵花?
花怎样感受一只蛾?
太多太多的诱因,让我们想从床上爬起来,一探究竟。
由于天蛾能对很多种香味做出回应,如果花想要改由天蛾传粉,大可不必费什么工夫。它不需要再特别制造某类特定的化合物,只要闻起来香就成了。有些植物加强了萼片和叶子发出的气味;有些把防御用的化合物加以变化;有些利用原有的蜜腺和花药;有些则演化出新的蜜腺。
现在罗布想知道,如果他把三种都是晚上开花,也都由蛾传粉,但分属于三个科别的花拿来比较,会有什么结果。这三种花分别是月见草、马铃薯或番茄,还有紫茉莉。这些植物在不同气候和土壤条件下,怎样做到改变策略,增加或减少香味?是不是演化出自体受精后,植物就失去了香味?香味还能回来吗?这些模式的出现是以科为单位吗?
柳叶菜科包括了超过六百五十个种,伯惠绣衣是其中之一。我正在图森博物馆观察其传粉行为的看起来弱不禁风的月见草也是。希腊神话中瑟斯女妖利用它将人变成猪的白色露珠草同样如此。
我们对这些植物所知并不多。我们研究的主要是农作物,目的也仅止于实用。紫茉莉依然如谜。曼陀罗依然如谜。白色露珠草依然如谜。
它是怎么把人变成猪的呢?
在研讨会帐篷式的会议中心里,五千个科学家聚在一起,连续六天都在讨论植物。我感到孤寂,感到怅然若失。
突然间我看到了罗布。我已经来会议中心一小时了,现在突然有个我认识的人,感觉倒像是变出来的。我真想鼓掌。
这类大型会议都有个阶层。著名科学家会在全体出席的会议场次中发表演讲。各场小型座谈会则由五六个科学家朗读并展示他们的论文,通常是些已经发表过的研究成果。海报展参展的通常是年轻一辈的科学家或研究生,他们谈论的内容较新,未经发表。研究是在一面海报板上发表的,作风平实。
这次会议中有超过一千张海报,悬挂在近两米高的广告牌上,隔出一条条可供人浏览的通道。罗布有张讲月见草和天蛾传粉关系的海报。他邀我周三早上九点到十点之间来看他,那个时段是排给海报编号是偶数的作者的,他们会站在海报前,向经过的人解说。然后调换顺序,改由海报编号为奇数的作者上场。
展览厅很大,有种飞机库的感觉。我一走进大厅就被迷住了,里面竟然有嗡嗡声,整个空气发出轰隆轰隆的声响。我进入了蜂巢一样的东西,一个由广告牌和海报组成的蜂巢,人们在其中讨论着花朵。蜂巢内很忙碌,很兴奋,好多工作都在进行。
并不是全部都跟科学有关。我晃来晃去,看到各种短语,“搬家”“一片讲求实际的田野”“他不是个好搭档”“我的论文委员会”“起薪”等。
不断有人进入新学校,找新工作,寻求他人指导,把自己的生活安插进蜂巢。于是,层层叠叠的知识构起了蜂巢。我几乎可以看到他们的头互相碰触,彼此闻一闻,交换了信息。
罗布的海报吸引了对月见草和天蛾有兴趣的男男女女。罗布·拉古索的热忱让他浑身带劲,深色的眼珠发出光芒。他刚在大学找到新工作,会教点书,但主要是做研究。他相信有一天,所有问题会归流成一个更大的课题,他相信这就是他的人生意义所在。
一个女人停下来看着罗布的海报。她也在研究花的演化及花香。她和罗布开始跳起交换信息的舞蹈。
1. 除了和罗布讨论、向他请教外,我也读了他和Mark Willis, “The Importance of Olfactory and Visual Cues in Nectar Foraging by Nocturnal Hawkmoths,” Proceedings of Third International Congress of Butterfly Ecology and Evolution (Chicago: University of Chicago Press, 2000); and Robert Raguso and Eran Pichersky, “A Day in the Life of a Linalool Molecule: Chemical Communications in a Plant Pollinator System,” Plant Species Biology (in press); Natalia Dudareva et al., “Floral Scent Production in Clarkia breweri,” Plant Physiology 116 (1998); and Robert Raguso and Barbara Roy, “Floral Scent Production by Puccinia Rust Fungi That Mimic Flowers,” Molecular Ecology 7 (1998)。