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第43章 神奇的动植物(5)

植物体内的血液成分主要有两类。一类是最常见的叶绿素,叶绿素的化学成分与动物和人血液中的血红素很相似,所以植物学就把叶绿素称为植物的血液;另一类是血管,包括导管和筛管,就像动物和人的血管,它们一个向上一个向下,不断地输送血液。更神奇的是,有了血液和导管的植物就有了脉搏,每天早晨太阳升起时,植物体内水分蒸腾作用加强,脉搏跳动加快;到了晚上太阳落山了,植物的茎秆活动渐趋平静,脉搏也稳定了。这和人类脉搏活动很像,这样周而复始地、有规律地跳动,使植物生生不息,逐渐长大。

植物血型的发现有很大的现实意义,可以给植物分类测定、细胞融合、品种杂交等提供思路。还可以帮助侦破案件,比如可以通过对被害者胃里食物的检测,确定食品类别,进而为案情提供线索。现在植物血型研究还不够成熟,相信随着研究的不断深入,神奇的植物还会带给我们更多惊喜。

植物也要睡觉

不要以为睡眠是人类和动物的专利,许多植物也要睡觉的。

当夜幕降临,细心的人就会发现,白天花瓣舒展的睡莲花,此时闭拢花瓣,就像进入睡眠状态一样;合欢树白天叶子舒展而又平坦,可一到晚上,小叶片就成对地折合起来。植物这一有趣的现象,在植物生理学中被称为“睡眠运动”。迄今为止,植物学家已发现会“睡觉”的植物不下千种,比如酢浆草、白屈菜、含羞草、羊角豆等。

和人类的睡眠一样,植物睡眠不仅是一种有趣的现象,还是一个未解的科学之谜。人们最好奇的就是,植物为什么要睡眠,睡眠运动会给植物本身带来什么好处?它们睡眠时是否也像人类一样会做梦?科学家们围绕着植物睡眠的问题,展开了广泛的讨论和研究。

英国著名的生物学家、进化论者达尔文,是最早发现植物睡眠运动现象的人。早在100多年前,达尔文为了研究植物的生长行为,用了很长一段时间对近70种植物的夜间活动进行了观察。结果发现了一个奇怪的现象:一些积满露水的叶片,因为承受了水珠的重量而运动不便,往往比其他能自由自在运动的叶片更容易受伤。达尔文为了解释这种现象,用人为的方法把叶片固定住来进行观察,结果他同样得到相类似的结果。由此达尔文断定,植物叶片在夜晚会有收拢闭合的运动,这一运动也就是植物睡眠运动。如果叶片被水或其他东西固定不能动时,就会影响睡眠运动,使它容易受伤。由此可见,睡眠运动对植物的生长极有好处,植物可以通过睡眠运动来保护叶片。

达尔文的这一说法似乎有一定道理,可是它缺乏足够的证据,所以一直没有引起人们的重视。到了20世纪60年代,植物生理学的发展极其迅速,科学家们也开始深入研究植物的睡眠运动,并提出了不少解释它的理论。在这些解释中,“月光理论”是当时最流行的一种理论。提出这一理论的科学家认为,过多的月光照射,会干扰植物正常的光周期感官机制,损害植物对昼夜长短的适应能力,所以叶子的睡眠运动是为了能使自身尽量少遭受月光的这种侵害。但这一看似完美的理论却难以解释所有植物的睡眠现象。一些专家研究发现,某些没有光周期现象的热带植物,同样会出现睡眠运动。显而易见,还有很多现象是月光理论无法解释的。

一些科学家从合欢树上找到不同的科学结论。合欢树的叶子会在夜间闭合,这是为了减少热量的散失和水分的蒸腾,起到保温保湿的作用。合欢树的叶子不仅在夜晚会关闭睡眠,在遭遇风雨侵袭时,也会合拢起来,以保护柔嫩的叶片免受暴风雨的伤害。显然,合欢树的这种特性同含羞草怕“羞”的表现类似,都是一种自我保护的反应。因此,这些科学家认为有些植物的睡眠运动并不受温度和光强度的控制,而是为了适应环境的一种自然行为,这种行为大多是由植物叶柄基部中一些细胞的膨压变化引起的。

美国科学家恩瑞特在进行了一系列有趣的试验后,提出了一个别出心裁的看法。夜间,植物睡眠时叶片大多呈垂直状态,没有睡眠的植物叶片一般都会呈水平方向。恩瑞特用一根灵敏的温度探测针,在夜间对这两种不同的叶片进行了测量。结果他发现没有睡眠的叶子温度总比进行睡眠的叶子温度低一点儿。根据这种现象,他认为正是这微小的温度差异,成为阻止或减缓叶子生长的重要因素。因此,在相同的环境中,能进行睡眠运动的植物生长速度较快,比那些不能进行睡眠运动的植物,具有更强的生存竞争力。

植物是如何自卫的

我们知道豆科植物与根瘤菌之间有共生关系,它们可以说是很好的朋友。在自然界中植物能够结交好朋友,同时也能识别出敌人,并反抗敌人进行自卫。

1970年,有一种野兔在阿拉斯加的原始森林中繁殖很快,大群野兔啃树的嫩芽,破坏树根,开始威胁到整个森林。人们想了很多办法来消灭野兔,但效果都不理想。只能无奈地看着整片森林逐渐被毁掉,这个时候野兔却突然集体生病了,短短几个月内数量大减,最后兔群从这片森林消失了。野兔身上发生了什么事情?它们怎么会消失了呢?科学家调查发现,那些被野兔啃过的树,新长出的幼芽和叶片中都含有一种化学物质,这种物质正是使野兔生病、死亡的“秘密武器”。

1981年,美国东北部一种叫舞毒娥的害虫,吃光了大片橡树林的叶子。大片的树林就这样被吃得精光,害虫肆虐。然而奇怪的是,一年后这种害虫全部消失了,树林又恢复了生机。舞毒娥怎么突然消失了?科学家从橡树叶中找到了答案,原来在被破坏之前橡树叶子上就含有少量的单宁酸,但被害虫咬过以后,叶子中的单宁酸含量迅速增加。而害虫胃里的蛋白质和这种单宁酸很容易结合,从而使橡树叶子变得很难消化,最后导致舞毒娥集体灭亡。

难道这些植物真的是在自卫?科学家对此产生了浓厚兴趣,进行大量研究之后发现,植物不但能自卫而且措施也多种多样。比如有的是单纯保护自己不受伤害;有的则能有效对付“敌人”;有的防御手段让来犯敌人反感;有的还能严重伤害入侵者。

目前,对植物这种识别敌友和自我防卫的研究还不成熟,很多问题还不是很明确,但这一领域的研究无疑会给农业生产带来美好前景,通过弄清楚这种识别和防御机理,可以减少农药对作物和大自然的危害。

石头竟然开花了

植物的生长离不开土壤中的养分,然而没有生命的石头也能开花,你相信石头能创造奇迹吗?

在南非和纳米比亚沙漠地区,干旱的砾石地上就能看到石头开花的景象,每年的7月和12月之间,在大片大片的碎石堆中,在一堆一堆的卵石群里,绽放着灿烂的花朵,远远看去多如繁星,点缀在荒凉的大地上特别娇艳和壮观。这些花没有绿叶衬托,没有根茎支撑,孤零零开放在坚硬的石头上。这些娇艳的小花是怎么生存的?如果你踩一下这些“石头”就明白了。原来这些看似坚硬的石头一踩即破,而且会流出液体,挖出这些“石头”,下面竟然长着根!原来,这并不是真正的石头,而是一种植物名叫生花石,而形如石头的正是它变形的叶子。这也是一种生存技巧,不然多汁的柔弱身躯,早就成了食草动物的美食。

美丽的生花石也被称为“有生命的石头”,十分珍贵,现在已经在世界各地广泛栽种。虽然石头会开花只是假象,但没有生命的石头并不是寸草不生的。一些低等植物比如藻类、苔藓、地衣等具有强大的生命力,能在不具备生存条件的石头上生存。

其中地衣是这类植物中较大的群体,地衣植物由真菌和藻类共同组成,它的营养主要是藻类进行光合作用制造的,菌类负责水分和无机盐的吸收。地衣不但能在岩石上生存而且还能改造自身生存环境。因为地衣生长十分缓慢,所以天长日久,岩石会在地衣的侵蚀下,加速本身的风化过程,同时能积累有机质,这样地衣的生存环境就发生变化了。这时苔藓类植物就能够在此生存了,于是地衣把好环境留给苔藓,自己再去开发那些差的环境。经过一段时间土壤厚度增加了,苔藓又把这个更好的环境让给别的植物,这片地方渐渐可以生长灌木、乔木,最后,曾经荒凉的岩石地带就变成了茂密的森林。当然了,这需要漫长的岁月。石头最终变成可以生长任何植物的土壤,植物开花了。穿过千年的演变过程,我们是不是也可以说石头会开花呢?

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