植物是多灾多难的。它们脆弱，无法移动，遭受着从干旱到冰雹等自然灾害的打击，为了生存，它们不得不拼命地适应环境。经过几百万年对付变化无常的环境以后，植物具备了一系列的适应习惯。为了更好地了解植物的演变过程以及它们克服艰难困苦的方法，生物学家们正在为植物拍摄复杂的“快照”，借助于先进的显像系统，他们将作出重大发现：培养出更加强壮更加多产的植物种类。

约四亿三千万年以前统治地球表面的最早植物与今天的植物完全不是一个模样，它们瘦小、细长并且无叶，通过筒形的“树杈”表面吸取阳光，产出孢子而不是种子。大约在二亿八千万年以前，某些原始植物形成主干；几千年以后，植物的某些后代又长出了类似蕨类植物的叶子。

古植物学家根据化石将有关树叶的历史凑合在一起，但是化石的记载没有告诉科学家们促使植物形成某种适应能力的原因。为了澄清植物演变的模糊过程，科学家们只得对导致植物改变结构的原因作出假设：一个显而易见的原因在于吸聚阳光。植物长得高大而且长出叶子是为了吸聚更多的阳光并且把阳光转变成碳水化合物，树杈长成各种角度是为了让植物的叶子尽量暴露在阳光之下。

植物学家卡尔 · 尼古拉在位于纽约伊萨卡的康奈尔大学工作，他说：“植物进化如同通过工程方法解决光合作用一样，它几乎像制造一台机器一样。”为了检验植物进化的假设，尼古拉正在编制计算机程序以期产生原始植物的图像。通过对计算机图像和化石标本的比较，尼古拉希望鉴别出促使植物演变的部分压力。

为了了解原始植物采集阳光的方法必然会关系到某种特殊的树杈形状，例如，尼古拉在他的计算机植物上赋予某些“遗传特征”，这些“遗传特征”可以使植物长出各种角度的树杈。他然后让植物在计算机屏幕上长大，直到长出十层树杈，接着尼古拉培养出第二代的计算机植物，并结合某种“变种”，使植物在吸聚阳光方面略微胜过上一代。如果几代以后，在尼古拉计算机屏幕上进化的植物与化石记载中发现的植物相似的话，尼古拉便可以推断出：一种特殊的压力——这里指需求更多的阳光——可能是导致植物进化成特殊形状的关键所在。

尼古拉说，这种计算机模拟为我们提供了直接对原始植物结构进行试验的机会。他补充说，在当代植物的计算机模型之间进行类似的比较，研究人员或许能鉴别出植物变成坚忍不拔的品系的发展途径。

显微镜使得植物学家可以研究植物结构的细微之处，但是了解植物是如何生长的问题却是一个更加棘手的事情，譬如，要了解植物根部系统的生长真相，科学家们必须把植物连根拔起来，强迫它在玻璃盒里生长，或者在地里用小型的录像机为其拍照。现在美国农业部与通用电力公司合作，借助于被称之为磁性共振显像的先进医疗技术，创造了观察生长中植物结构的简易方法。

磁性共振机如同计算机辅助测试扫描一样，可以深入物质内部，获得生物体内部的具体图像，但是磁性共振扫描仪无法反映出他们扫描对象，事实上，它们将扫描对象包围在强大的、无害的磁场之中了。

为了观察植物根部如何吸收水分，美国农业部的科研人员把一株活的植物放入磁性共振扫描仪，共振扫描仪装有五吨超导磁体，它能产生一个强度相当于地球磁场三万倍的磁场。植物中水分子里的氢原子在这个磁场中连成一线，就像罗盘磁针指向磁北一样。科技人员用无线电波轰击氢原子，从而使氢原子木能连成一线，当无线电波消失时，被激发的氢原子又跳回到原来的位置，这时，它们就发射出它们自己的共振无线电信号，这些信号进入与扫描仪相连的电子计算机，从而出现了电视图像。

美国农业部科技人员运用磁性共振仪观察种子发芽，并且观察到阳光下的幼芽输送水分的情形。下一步，这支科技队伍将研究植物根部是如何适应不同的泥土条件以及是如何适应高含量的二氧化碳的。美国农业部的植物生理学家雨果 · 罗杰斯说：“这是我们第一次能够在没有干扰的情况之下反反复复地观察植物根部结构，以往的方法都是冗长的，不精确的，并且使人劳累之极。”

健康的植物吸收阳光，并把阳光转换为化学能，但是受到冰霜、干旱、杀虫剂或者污染危害的植物也确实在散发出光来。为了研究植物如何克服艰难困苦的，在康奈尔大学工作的植物学家杰姆斯 · 埃利森正在为这种瞬息即逝的散光拍摄录像。

为了看清植物的散光现象，埃利森将一片生命尚存的叶子置于恶劣的环境，例如置于严寒之中，然后将这片叶子短暂地暴露在大自然的阳光之下，借助于加强散光的电子装置，埃利森可以观察到植物叶子枯萎或凋残之前的散光。这种方法或许使得遗传学家能够查明抵抗特殊化学产品、污染或者恶劣气候条件的植物特性。

[Newsweek，1986年3月10日]