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南芥与拟南芥

(2015-01-11 11:34:51)
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杂谈

(本文发表于《大学科普》2014年第4期。)

  凡是做分子植物学研究的人,都不会不知道拟南芥的大名。拟南芥是植物基因研究中的“模式植物”——也就是说,人们把它当成了万千草木的代表,借助它来了解植物生老病死的奥秘。

  为什么在众多的植物中挑中了拟南芥呢?因为它有几个特点特别适合科研之用:首先,它的基因组比较小,重复序列相对较少,比较便于分析。我们可以把每种生物的基因组比喻成一本如何制造这种生物的手册。包括人类在内的很多生物的这本手册篇幅极为浩大,然而里面却充斥着类似“锟斤拷锟斤拷锟斤拷”这样的重复废话,有用信息都淹没在废话的汪洋大海里了。相对来说,《拟南芥制造手册》要薄很多,里面的废话也少一些,虽然还是让人不免皱眉头,但总归比别的植物制造手册好读多了。

  其次,拟南芥的个头矮小,高只有20多厘米,生长周期十分迅速,一般只要6个星期就可以完成从发芽、长高到开花、结实和死亡的全过程,一年可以繁殖很多代。这不仅让它可以在实验室中大规模栽培,科学家们出成果的速度也快一些。如果是拿一棵银杏树来做研究的话,光是从种下树苗到第一次结种子就需要十几年,就算是纯粹出于求知的欲望,又有几个人能忍受得了这么长时间的焦急等待呢!

南芥与拟南芥

拟南芥(图片取自维基百科)

  个头小,生长快,虽然短命,却有着巨大的结种量,这些特征固然让拟南芥非常适合科研之用,却让它在自然界中似乎显得“格调”不高。因为具备这种特征的生物往往会采取一种“机会主义”的生存策略:它们对环境很少挑剔,只要能逮着合适的时机,就拼命生长繁殖,仿佛除了传宗接代就没有别的“追求”似的。相比之下,银杏树就很挑自己的“居住地”(据古生物学研究,野生的银杏一般只长在水边湿润的地方),又会花很多功夫在自身的梳妆打扮之上,这样的“品位”看上去也就颇为不凡了。因此,拟南芥虽然分布广泛,在整个欧洲、亚洲大部和北非都有天然分布,后来还随着人类的活动入侵到了北美洲、澳大利亚等地,但是在所有这些地方,它们给人的印象几乎都不过是春天路边田畔不起眼的猥琐小草罢了。事实上,它在汉语中一直没有自己的名字——直到20世纪,随着西方植物学的传入,中国学者才意识到应该给它起个名字。

南芥与拟南芥

拟南芥的分布(绿色为原产地,蓝色为入侵地)

  然而,大概还是因为它太卑微了,给它起名字的学者也不知道怎么为它拟定一个“高大上”的美名,只好随便把它的西方名称翻译过来,算是应付差事。在《中国植物志》上,拟南芥叫做“鼠耳芥”,看上去是个很有乡土气息的称号,实际上却是英文mouse-ear cress的直译。至于“拟南芥”一名,则是对其属名Arabidopsis的直译——这个词由Arabis(后接其他词根时要变为Arabid-)和-opsis构成,-opsis这个后缀来自古希腊语,意为“外观像……的”,而Arabis则是另一类叫“南芥”的植物的属名。所以,Arabidopsis就翻译成了“拟南芥”——“拟”本来是动词,有“模拟”的含义,在这个名字中却成了形容词。这也算是中国生物学家对汉语词法的新开拓吧。

  南芥拟南芥,在外形上的确比较相似。“植物学之父”林奈在1753年出版的《植物种志》中就把拟南芥视为南芥属的一种,起学名为Arabisthaliana。这个种加词是纪念中世纪的日耳曼(那时候还没有德国)植物学家塔尔(Johannes Thal),因为正是他在16世纪第一次描述了这种小植物。如今在园艺上有一种漂亮的水生植物叫水竹芋,也叫“再力花”,其属名为Thalia,也是用来纪念塔尔(“再力”实际上就是这个属名按英语发音时的笨拙音译)。直到1842年,德国植物学家海因霍尔德(Gustav Heynhold)才把拟南芥独立成新成立的拟南芥属,给它改了“姓”,起了新学名叫Arabidopsisthaliana。海因霍尔德其实也没有把这个新属的学名拟定当回事,所以才投机取巧地给Arabis加个-opsis的后缀了事。要知道,林奈是非常厌恶用这种加后缀的方式构建新属名的,因为他觉得这样实在太草率、太不严肃了。可惜后来的植物学家没有像他那样对植物的学名保持足够的尊重,带-opsis的属名还是大量出现,什么Codonopsis(党参属)、Coreopsis(金鸡菊属)、Meconopsis(绿绒蒿属)、Ostryopsis(虎榛子属)、Cyclobalanopsis(青冈属)层出不穷,今人也就见怪不怪了。不过,就算拟南芥属被分了出来,植物学家还是觉得它和南芥属的亲缘关系很近,编各种志书的时候往往还是放在一起。

南芥与拟南芥

水竹芋(Thalia dealbata

  遗憾的是,无论是“南芥”还是Arabis,也都像是没有认真推敲就随口一叫的名字。Arabis来自地名阿拉伯(Arabia),之所以有这样的词源,是因为这个属里有个叫“高山南芥”的种,作为南芥属的代表,的确可以在阿拉伯半岛西边的山区找到。然而,高山南芥最集中分布的地方还是在欧洲的阿尔卑斯山,以及北极圈附近的地区(包括挪威北部、冰岛、格陵兰等),这种“北极-高山”分布模式再明显不过地说明它其实总体上是一个喜欢冷湿环境的种,这和阿拉伯半岛大部分地区那种终年干热的热带沙漠气候实在太不搭调了。2006年的一项研究又表明,高山南芥这个种很可能在近200万年前的时候起源于土耳其高原,之后它分三次“走出”小亚细亚,两次经阿拉伯半岛西部到达东非的埃塞俄比亚,一次经欧洲到达北极地区。如果一定要用地名命名的话,管它叫“土耳其芥”岂不是要比叫“阿拉伯芥”更准确!

  同样,虽然在中国南方也能见到南芥属的种,但是更多的种还是集中分布在北方(特别是新疆地区)的高山上。我第一次见到“垂果南芥”这个种,便是在北京西边一座叫“白草畔”的山峰近顶处。现在回想起来,在这座海拔2,116米的北京市第三高峰的短促夏日里,见到刚刚熬过严寒的垂果南芥在石缝之中辛苦而骄傲地长叶开花,那感觉就像是在塔克拉玛干沙漠边上的村子里邂逅一位从未出过远门的农夫,一边品尝着他刚刚辛勤收获的葡萄,一边得知他居然叫“海生”一样。

南芥与拟南芥

垂果南芥(Arabis pendula

  不仅如此,到了21世纪初,植物学家们又发现南芥和拟南芥的外观相似只是表面现象,实际上它们的亲缘关系相当疏远。打个不恰当的比方,这就好比是来自天南海北的两个人,因为都喜欢穿同一套服装,结果人们就把他们误当成了亲兄弟。这样看来,不光“南芥”是名不副实,连“拟南芥”这个名字也多少有误导性,不如《中国植物志》用的“鼠耳芥”更好。可是,考虑到拟南芥一名已经广为传诵、流芳千古,我也只能放弃说服别人改名的徒劳打算了。

  更何况,汉语谐音的力量是无穷的。如果你觉得“拟南芥”这个名字生硬聱牙的话,不妨管它叫“呢喃姐”——这样是不是显得温柔可人一点?

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