文明誕生的“助產(chǎn)士”——紙莎草

出品：科普中國

作者：朱立杰（中國科學(xué)院植物研究所北京植物園南園）

監(jiān)制：中國科普博覽

1862年，英國探險(xiǎn)家塞繆爾·懷特·貝克攜其妻子佛洛倫斯完成了一次重要的探險(xiǎn)任務(wù)。他們確定了尼羅河上游的重要支流——白尼羅河，發(fā)源于一個從未被發(fā)現(xiàn)的大湖，并以維多利亞女王丈夫的名字將這個湖命名為艾伯特湖。這次探險(xiǎn)讓他們聲名鵲起，功成名就。

也就是在這次探險(xiǎn)中，他們偶遇了現(xiàn)在聲名遠(yuǎn)揚(yáng)的紙莎草。

塞繆爾·懷特·貝克

（圖片來源：作者自制）

泥漿中噴發(fā)的焰火——紙莎草的發(fā)現(xiàn)

貝克夫婦一路跋涉，來到白尼羅河及其支流加扎勒河、朱爾河、通季河的匯流之地——南蘇丹中部低地。這里地勢低平，河網(wǎng)密集，適逢雨季，河水溢滿，一片澤國。連片的沼澤無邊無際，上面布滿了漂浮的水生植物，當(dāng)?shù)厝朔Q為“蘇德”，這片沼澤因此被稱為“蘇德”沼澤。

紙莎草就在這片沼澤淺灘的泥漿里肆意地生長。新生的根莖不斷地覆蓋在老的根莖上，重重疊疊在水面上延展開來。粗壯的根莖的莖節(jié)上長出嫩芽，嫩芽發(fā)育成莖。用根狀莖或地下莖進(jìn)行無性繁殖是單子葉植物常見的生殖方式。竹子、野牛草等植物都是用這種低調(diào)、深藏不露的繁育方式在無聲無息中添丁進(jìn)口。

這是一種非常實(shí)用的自我保護(hù)方式。因?yàn)闊o論地上部分遭到動物啃食，還是野火焚燒，深埋在泥土中的地下莖都不會損毀。莖上有節(jié)，節(jié)上有芽。時機(jī)適宜，芽就會萌發(fā)出新的個體。真是野火燒不盡，春風(fēng)吹又生。

紙莎草

（圖片來源：作者自制）

作為職業(yè)探險(xiǎn)家，貝克夫婦走南闖北，見多識廣。遍及世界各地的莎草自然也見過不少。那些莎草矮小瘦弱，也就六七十厘米左右，其貌不揚(yáng)，但眼前紙莎草雄壯偉岸的身姿卻讓他們“驚掉下巴”。

三棱狀的的莖稈兩三米高，直立挺拔，像竹子一樣成簇地生長在一起，盤根錯節(jié)、緊密相連，形成蔚然壯觀的浮島。莖的頂端著生數(shù)枚總苞片，像傘梗簇生在一起?？偘嗜~狀披針形，在微風(fēng)中婆娑搖曳，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去像一團(tuán)團(tuán)噴發(fā)的焰火。浮島連著浮島綿延開去，密密匝匝宛若竹海。

這或許是近代西方人第一次在自然環(huán)境中看到紙莎草。不知那時貝克夫婦心中作何感想？

這場景本應(yīng)在他們踏上北非的土地，在尼羅河三角洲即可看見。那里曾經(jīng)有數(shù)億噸的紙莎草被制作成莎草紙銷往西亞和地中海沿岸，滋養(yǎng)著阿拉伯文明和西方文明。

但隨著莎草紙退出歷史舞臺，那些當(dāng)年生長紙莎草的沼澤、湖泊都已被填平，開墾成農(nóng)田。這片富庶的土地已被種上棉花、水稻、小麥、甘蔗、椰棗等新的經(jīng)濟(jì)作物。曾經(jīng)風(fēng)光無兩的紙莎草卻不見了蹤影，真是造化弄人啊。

古埃及生活必需品——莎草的應(yīng)用

紙莎草是莎草的一種，它曾是古埃及人生活中的必需品。早在石器時代，定居在尼羅河三角洲的古埃及先民們就已經(jīng)使用紙莎草搭建草屋、制造船只。

莎草船和木筏竹排差不多，不是利用船體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生浮力，而是利用每一根莎草自身結(jié)構(gòu)使物體浮在水面上。

莎草船

（圖片來源：作者自制）

從外形上看，莎草和蘆葦有幾分相似，但蘆葦是禾本科植物，而莎草是莎草科植物。蘆葦和水稻、小麥一樣，莖稈是中空的。莎草莖外皮堅(jiān)韌，里面是薄壁細(xì)胞構(gòu)成的髓組織。髓里儲藏著豐富的糖和蛋白質(zhì)。至今還有非洲人將莎草的髓當(dāng)作食物。

在莎草成熟的過程中，髓里面的薄壁細(xì)胞會啟動“程序性死亡”，將其儲藏的蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)分解，逐步轉(zhuǎn)運(yùn)到正在發(fā)育的籽粒中，大多數(shù)的植物都是這么干的。

再經(jīng)過脫水過程，原來的細(xì)胞就剩下了細(xì)胞壁，像一個個被搬空了的小屋子。羅伯特·虎克第一次在顯微鏡下看到的“細(xì)胞（cell）”就是這個樣子，當(dāng)然他觀察的是橡木。這些“小屋子”充盈著空氣，就像海綿，也像大船的隔艙，減小了莎草莖稈的密度，用莎草做成的船因此就能浮在水面上了。

這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也非常適合保暖，這就不得不提到莎草的另一個應(yīng)用：靰鞡鞋。

上了年紀(jì)的人都知道“東北三寶”：人參、貂皮、烏拉草。烏拉草，其實(shí)應(yīng)該叫“靰鞡草”,也是莎草科的一員。靰鞡是滿語，就是用牛皮縫制的在冬天穿的鞋，外形有點(diǎn)兒像包子，鞋面都是褶兒。鋪好烏拉草的靰鞡保暖效果堪比雪地鞋。獵人和伐木工人們在極度嚴(yán)寒的條件下作業(yè)一整天，腳都不會受凍。但這種莎草做不成莎草紙，因?yàn)樗鼈兊那o稈太纖細(xì)了，去掉皮所剩無幾。

靰鞡鞋

（圖片來源：作者自制）

除此之外，紙莎草莖稈修長，外皮堅(jiān)韌，是編織的絕佳材料。古埃及人還用它編織草鞋、船帆、籃子。

紙莎草編織物

（圖片來源：作者自制）

跨越山水的互聯(lián)——中國造紙術(shù)與莎草紙

雖然紙莎草有諸多應(yīng)用，但最著名的還是莎草紙。

公元八九世紀(jì)左右，中國先進(jìn)的造紙術(shù)傳入阿拉伯地區(qū)。自此，莎草紙逐漸被取代并最終退出歷史舞臺。莎草紙的制作工藝也隨之淹沒在歷史長河之中。

上世紀(jì)六七十年代，埃及工程師哈?！だ硬吩谥袊鴤鹘y(tǒng)造紙工藝和莎草紙的啟發(fā)下“復(fù)活”了這項(xiàng)技藝。

簡單地說，紙莎草的莖稈被切割成四五十厘米的小段，去掉外皮留下髓。髓再被切割成更薄的薄片，縱橫交錯地疊放在一起，壓實(shí)擠掉水分，最后細(xì)胞內(nèi)的糖分會將其黏成一片，再經(jīng)磨光等工序，就成了莎草紙。

莎草紙雖然叫紙，但還不是真正意義上的紙。因?yàn)樵谄浼庸み^程中沒有制備紙漿的步驟，也沒有制備均勻的植物纖維，更無法實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。當(dāng)然，莎草紙與真正的紙?jiān)谫|(zhì)量上更是存在巨大差異，所以莎草紙無法抵擋紙漿紙的沖擊。

中國的造紙術(shù)則是將不同的材料經(jīng)過切削蒸煮等方法制備出由植物纖維構(gòu)成的紙漿。有了紙漿就可以制造出質(zhì)地均勻的紙張了，這種造紙方法最重要的特點(diǎn)是可以量產(chǎn)，這也是中國造紙術(shù)的偉大之處。

莎草紙不是真正的紙，卻為世界帶來了恒久的文明。

文明的重要載體——莎草紙

紙莎草的外皮有各種各樣的利用方法，而去掉外皮的髓，可能被當(dāng)作食物，也可能被遺棄。五千多年前的一天，不知道在何種情況下，古埃及人竟然用柔軟的紙莎草的髓制作出了莎草紙。

造出第一張莎草紙的古埃及人無論如何也想不到，他的發(fā)明竟然會對古埃及、西亞、地中海、整個歐洲乃至世界文明的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

美國學(xué)者約翰·高德特（John Gaudet）發(fā)表了一部科普著作《法老的寶藏》，系統(tǒng)地介紹了莎草紙對文明發(fā)展的影響。封面上的幾段文字對莎草紙的歷史意義給予了準(zhǔn)確的評價。

莎草紙是人類不懈努力造就的傳奇，它存在的時間覆蓋了超過四分之三有記載的人類歷史。它是希臘和羅馬文明的重要載體……它曾是世界上最常用的信息傳播媒介，推動革新，引發(fā)革命，走過了一段妙趣橫生，豐富多彩的歷史。

莎草紙是文明誕生的助產(chǎn)士，切斷了束縛文明發(fā)展的臍帶。

當(dāng)筆者第一次看到歐幾里得的《幾何原本》時就在想，歐幾里得這位出生在公元前兩三百年間的古希臘數(shù)學(xué)家，是用什么材料寫出這么厚的書的？

我們不妨想象一下，如果歐幾里得用泥板、石頭、貝殼、木片去寫《幾何原本》，那將會是怎樣一個場景？

估計(jì)得蓋上幾間大房子才能裝得下一本書。

考古發(fā)現(xiàn)，除了《幾何原本》，古希臘先賢哲人們的著作都是用莎草紙寫成的?？梢哉f，沒有莎草紙，西方文明進(jìn)程不知道要晚多少年。

蓬勃生長——莎草紙成為主要書寫工具的原因

在莎草紙成為北非、西亞和歐洲的主要書寫工具的時候，中國人則選用了竹簡。竹簡在中國被使用了兩千多年，對于古代中國思想文化的傳播也起到了巨大的推動作用。

埃及不產(chǎn)竹子，中國也沒有紙莎草。但為什么在成千上萬種植物種只有紙莎草和竹子被古代先民選中來制作書寫媒介？

這也是必然，它們有共同的特點(diǎn)——生長速度快，產(chǎn)量高。

有人統(tǒng)計(jì)過，每畝毛竹可產(chǎn)1.5~2噸竹材，而紙莎草的產(chǎn)量更是驚人，每畝產(chǎn)量可達(dá)3~4噸干物質(zhì)，這是大多數(shù)植物難以企及的。

如果沒有強(qiáng)大的生長能力是無法支持龐大市場需求的。在古羅馬時期，就曾經(jīng)出現(xiàn)過由于紙莎草欠收而導(dǎo)致莎草紙供應(yīng)不上，進(jìn)而引發(fā)政府辦公困難的情況。

研究發(fā)現(xiàn)，尼羅河流域的紙莎草生長速度相當(dāng)驚人。這一點(diǎn)都不意外。尼羅河三角洲的紙莎草幾乎占盡了天時地利人和。

植物生長依靠光、溫、水和肥沃的土壤的。尼羅河三角洲大部分夏季高溫少雨，但絕不缺水。尼羅河自其發(fā)源地奔流而下，穿越了森林和草原，攜帶了大量的礦物質(zhì)和腐殖質(zhì)，為下游平原提供了最肥沃的土壤。

結(jié)語

紙莎草自身的遺傳特點(diǎn)和生理結(jié)構(gòu)也是其能夠迅速生長，積累大量光合產(chǎn)物的重要因素。它為什么會生長得這么快？這依然是一個值得研究的科學(xué)問題，即便今天我們已不再需要莎草紙，紙莎草仍然可能在將來的某一天作為重要的資源植物發(fā)揮新的作用。

編輯：郭雅欣