文明诞生的“助产士”——纸莎草

出品：科普中国

作者：朱立杰（中国科学院植物研究所北京植物园南园）

监制：中国科普博览

1862年，英国探险家塞缪尔·怀特·贝克携其妻子佛洛伦斯完成了一次重要的探险任务。他们确定了尼罗河上游的重要支流——白尼罗河，发源于一个从未被发现的大湖，并以维多利亚女王丈夫的名字将这个湖命名为艾伯特湖。这次探险让他们声名鹊起，功成名就。

也就是在这次探险中，他们偶遇了现在声名远扬的纸莎草。

塞缪尔·怀特·贝克

（图片来源：作者自制）

泥浆中喷发的焰火——纸莎草的发现

贝克夫妇一路跋涉，来到白尼罗河及其支流加扎勒河、朱尔河、通季河的汇流之地——南苏丹中部低地。这里地势低平，河网密集，适逢雨季，河水溢满，一片泽国。连片的沼泽无边无际，上面布满了漂浮的水生植物，当地人称为“苏德”，这片沼泽因此被称为“苏德”沼泽。

纸莎草就在这片沼泽浅滩的泥浆里肆意地生长。新生的根茎不断地覆盖在老的根茎上，重重叠叠在水面上延展开来。粗壮的根茎的茎节上长出嫩芽，嫩芽发育成茎。用根状茎或地下茎进行无性繁殖是单子叶植物常见的生殖方式。竹子、野牛草等植物都是用这种低调、深藏不露的繁育方式在无声无息中添丁进口。

这是一种非常实用的自我保护方式。因为无论地上部分遭到动物啃食，还是野火焚烧，深埋在泥土中的地下茎都不会损毁。茎上有节，节上有芽。时机适宜，芽就会萌发出新的个体。真是野火烧不尽，春风吹又生。

纸莎草

（图片来源：作者自制）

作为职业探险家，贝克夫妇走南闯北，见多识广。遍及世界各地的莎草自然也见过不少。那些莎草矮小瘦弱，也就六七十厘米左右，其貌不扬，但眼前纸莎草雄壮伟岸的身姿却让他们“惊掉下巴”。

三棱状的的茎秆两三米高，直立挺拔，像竹子一样成簇地生长在一起，盘根错节、紧密相连，形成蔚然壮观的浮岛。茎的顶端着生数枚总苞片，像伞梗簇生在一起。总苞片呈叶状披针形，在微风中婆娑摇曳，远远望去像一团团喷发的焰火。浮岛连着浮岛绵延开去，密密匝匝宛若竹海。

这或许是近代西方人第一次在自然环境中看到纸莎草。不知那时贝克夫妇心中作何感想？

这场景本应在他们踏上北非的土地，在尼罗河三角洲即可看见。那里曾经有数亿吨的纸莎草被制作成莎草纸销往西亚和地中海沿岸，滋养着阿拉伯文明和西方文明。

但随着莎草纸退出历史舞台，那些当年生长纸莎草的沼泽、湖泊都已被填平，开垦成农田。这片富庶的土地已被种上棉花、水稻、小麦、甘蔗、椰枣等新的经济作物。曾经风光无两的纸莎草却不见了踪影，真是造化弄人啊。

古埃及生活必需品——莎草的应用

纸莎草是莎草的一种，它曾是古埃及人生活中的必需品。早在石器时代，定居在尼罗河三角洲的古埃及先民们就已经使用纸莎草搭建草屋、制造船只。

莎草船和木筏竹排差不多，不是利用船体结构产生浮力，而是利用每一根莎草自身结构使物体浮在水面上。

莎草船

（图片来源：作者自制）

从外形上看，莎草和芦苇有几分相似，但芦苇是禾本科植物，而莎草是莎草科植物。芦苇和水稻、小麦一样，茎秆是中空的。莎草茎外皮坚韧，里面是薄壁细胞构成的髓组织。髓里储藏着丰富的糖和蛋白质。至今还有非洲人将莎草的髓当作食物。

在莎草成熟的过程中，髓里面的薄壁细胞会启动“程序性死亡”，将其储藏的蛋白质等大分子物质分解，逐步转运到正在发育的籽粒中，大多数的植物都是这么干的。

再经过脱水过程，原来的细胞就剩下了细胞壁，像一个个被搬空了的小屋子。罗伯特·虎克第一次在显微镜下看到的“细胞（cell）”就是这个样子，当然他观察的是橡木。这些“小屋子”充盈着空气，就像海绵，也像大船的隔舱，减小了莎草茎秆的密度，用莎草做成的船因此就能浮在水面上了。

这种结构特点也非常适合保暖，这就不得不提到莎草的另一个应用：靰鞡鞋。

上了年纪的人都知道“东北三宝”：人参、貂皮、乌拉草。乌拉草，其实应该叫“靰鞡草”,也是莎草科的一员。靰鞡是满语，就是用牛皮缝制的在冬天穿的鞋，外形有点儿像包子，鞋面都是褶儿。铺好乌拉草的靰鞡保暖效果堪比雪地鞋。猎人和伐木工人们在极度严寒的条件下作业一整天，脚都不会受冻。但这种莎草做不成莎草纸，因为它们的茎秆太纤细了，去掉皮所剩无几。

靰鞡鞋

（图片来源：作者自制）

除此之外，纸莎草茎秆修长，外皮坚韧，是编织的绝佳材料。古埃及人还用它编织草鞋、船帆、篮子。

纸莎草编织物

（图片来源：作者自制）

跨越山水的互联——中国造纸术与莎草纸

虽然纸莎草有诸多应用，但最著名的还是莎草纸。

公元八九世纪左右，中国先进的造纸术传入阿拉伯地区。自此，莎草纸逐渐被取代并最终退出历史舞台。莎草纸的制作工艺也随之淹没在历史长河之中。

上世纪六七十年代，埃及工程师哈桑·拉加卜在中国传统造纸工艺和莎草纸的启发下“复活”了这项技艺。

简单地说，纸莎草的茎秆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，纵横交错地叠放在一起，压实挤掉水分，最后细胞内的糖分会将其黏成一片，再经磨光等工序，就成了莎草纸。

莎草纸虽然叫纸，但还不是真正意义上的纸。因为在其加工过程中没有制备纸浆的步骤，也没有制备均匀的植物纤维，更无法实现量产。当然，莎草纸与真正的纸在质量上更是存在巨大差异，所以莎草纸无法抵挡纸浆纸的冲击。

中国的造纸术则是将不同的材料经过切削蒸煮等方法制备出由植物纤维构成的纸浆。有了纸浆就可以制造出质地均匀的纸张了，这种造纸方法最重要的特点是可以量产，这也是中国造纸术的伟大之处。

莎草纸不是真正的纸，却为世界带来了恒久的文明。

文明的重要载体——莎草纸

纸莎草的外皮有各种各样的利用方法，而去掉外皮的髓，可能被当作食物，也可能被遗弃。五千多年前的一天，不知道在何种情况下，古埃及人竟然用柔软的纸莎草的髓制作出了莎草纸。

造出第一张莎草纸的古埃及人无论如何也想不到，他的发明竟然会对古埃及、西亚、地中海、整个欧洲乃至世界文明的发展产生深远的影响。

美国学者约翰·高德特（John Gaudet）发表了一部科普著作《法老的宝藏》，系统地介绍了莎草纸对文明发展的影响。封面上的几段文字对莎草纸的历史意义给予了准确的评价。

莎草纸是人类不懈努力造就的传奇，它存在的时间覆盖了超过四分之三有记载的人类历史。它是希腊和罗马文明的重要载体……它曾是世界上最常用的信息传播媒介，推动革新，引发革命，走过了一段妙趣横生，丰富多彩的历史。

莎草纸是文明诞生的助产士，切断了束缚文明发展的脐带。

当笔者第一次看到欧几里得的《几何原本》时就在想，欧几里得这位出生在公元前两三百年间的古希腊数学家，是用什么材料写出这么厚的书的？

我们不妨想象一下，如果欧几里得用泥板、石头、贝壳、木片去写《几何原本》，那将会是怎样一个场景？

估计得盖上几间大房子才能装得下一本书。

考古发现，除了《几何原本》，古希腊先贤哲人们的著作都是用莎草纸写成的。可以说，没有莎草纸，西方文明进程不知道要晚多少年。

蓬勃生长——莎草纸成为主要书写工具的原因

在莎草纸成为北非、西亚和欧洲的主要书写工具的时候，中国人则选用了竹简。竹简在中国被使用了两千多年，对于古代中国思想文化的传播也起到了巨大的推动作用。

埃及不产竹子，中国也没有纸莎草。但为什么在成千上万种植物种只有纸莎草和竹子被古代先民选中来制作书写媒介？

这也是必然，它们有共同的特点——生长速度快，产量高。

有人统计过，每亩毛竹可产1.5~2吨竹材，而纸莎草的产量更是惊人，每亩产量可达3~4吨干物质，这是大多数植物难以企及的。

如果没有强大的生长能力是无法支持庞大市场需求的。在古罗马时期，就曾经出现过由于纸莎草欠收而导致莎草纸供应不上，进而引发政府办公困难的情况。

研究发现，尼罗河流域的纸莎草生长速度相当惊人。这一点都不意外。尼罗河三角洲的纸莎草几乎占尽了天时地利人和。

植物生长依靠光、温、水和肥沃的土壤的。尼罗河三角洲大部分夏季高温少雨，但绝不缺水。尼罗河自其发源地奔流而下，穿越了森林和草原，携带了大量的矿物质和腐殖质，为下游平原提供了最肥沃的土壤。

结语

纸莎草自身的遗传特点和生理结构也是其能够迅速生长，积累大量光合产物的重要因素。它为什么会生长得这么快？这依然是一个值得研究的科学问题，即便今天我们已不再需要莎草纸，纸莎草仍然可能在将来的某一天作为重要的资源植物发挥新的作用。

编辑：郭雅欣