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植物的“血管”是怎么进化的？

来源：花匠小妙招时间：2025-10-22 16:27

　　植物当然也有“血管”，由导管和筛管组成的束状结构——维管束就是植物的“血管”，维管束的作用与血管相似，导管用于运输水和无机盐，筛管则为植物运输有机物。维管束是植物上岸且长得更加高大的关键：最早的陆生植物个头很小，最多只有几厘米高，主要生长在溪流和池塘周围潮湿的沼泽地带。直到大约4亿年前，维管束出现在植物体内，维管束让植物能更有效地从土壤中提取水分，并将其用于光合作用，让植物越长越大，越长越高。

　　维管束刚出现时，其结构非常简单，就像一打捆成一团的吸管，穿梭其中的水分和营养物质只能直上直下，沿着固定的路线前往目的地。但是现代植物的维管束早不像它们祖先体内的那样简单。如果你随意摘下一根小草，用显微镜看一看草茎的横截面，就会发现其中错综复杂的结构，几十根独立的维管束交错排列，彼此交错成复杂的立体网格——圆柱形的维管束群。不仅是一根小草，每一朵花、每一棵树都是如此。

　　在过去的十年里，美国耶鲁大学的植物生理学家克雷格·布罗德森一直在探索现代植物的维管系统是如何构建的，最近他终于有了答案。地球上最早的陆地植物是小型的、简单的、类似苔藓的形式。它们没有根系，这意味着它们只能生活在潮湿的环境里。随着植物进一步向内陆迁移，生长环境越来越干旱，它们需要新的方法来捕获水、阳光和养分，同时尽量避免蒸发和脱水，因此树根、导管和筛管等结构就出现了。

　　然而，与此同时，新的结构也带来了新的挑战。在干旱期间，植物很容易变干，产生气泡。这些气泡会阻止水从根部向上流动。在简单而原始的维管束系统中，植物体内的气泡可以很容易地扩散到其他通道，从而进一步堵塞管道，影响水和营养物质的运输，结果可能引发组织死亡，甚至可能杀死整株植物。

　　避免这些气泡的形成和扩散对于植物忍受干旱至关重要——为此，植物进化出了更复杂的维管束。面对环境变化，植物的反应非常快——维管束的改变发生得相当迅速，大约在2000万～4000万年之间——这在古生物学的时间框架内是一个非常短的时间。也就是说，植物也是随着环境不断改变，并最终进化成适应多种环境、五彩缤纷的现代植物。