一夜秋风,遍地黄叶,人便会平添几分惆怅。可你想过吗,为什么植物会落叶?谁是这幅萧条的秋景图的设计师呢?
早春,伴随着声声春雷,万物吐翠,嫩绿的枝芽慢慢展开了它的笑脸。如果说此刻的叶子尚处于旺盛生长的青年期的话,目仲夏的树叶便已到了壮年期,它们旺盛地进行各种代谢活动,为植物体维持生命和生长提供必要的能量。但万物有生必有死,叶子经过了它的青壮年以后,便开始步人暗淡的老年,开始衰老死了。
在20世纪40年代,科学家们就认为叶子的衰老是由性生殖耗尽植物营养引起的。不少实验都指出,把植物的花和果实去掉,就可以延迟或阻止叶子的衰老,并认为这是由于减少了营养物质的竞争。如果有兴趣的话,你不妨做这样一个实验,在大豆开花的季节,每天都把生长的花芽去掉,你会发现,与不去花芽的植株相比,去掉花芽的大豆的衰老明显地延迟了。
但是,进一步观察,你会发现,并不是所有植物都是这样的。许多植物叶片的衰老发生在开花结实以前,比如雌雄异株的菠菜的雄花形成时,叶子已经开始衰老了。这样看来衰老问题并不是那么简单的。
随着研究工作的逐步深人,人们现在知道,在叶片衰老过程中,蛋白质含量显著下降,遗传物质含量也有所下降,叶片的光合作用能力降低。在电子显微镜下可以看到,叶片衰老时,叶绿体遭到破坏。这些变化过程就是衰老的基础,叶片衰老的最终结果就是落叶。
从形态解剖学角度研究,人们发现,落叶跟紧靠叶柄基部的特殊结构一离层有关。在显微镜下可以观察到离层的薄壁细胞比周围的细胞要,在叶片衰老过程中,离层及其临近细胞中的果酸酶和纤维素酶活性增加,结果使整个细胞溶解,形成了一个自然的断裂面。但叶柄中的维管束细胞不溶解,因此衰老死亡的叶子还附着在枝条上。不过这些维管束非常纤细,秋风一吹,它们便抵挡不住,断了筋骨,整个叶片便摇摇晃晃地坠向地面,了却了叶落归根的宿愿。
说到这里,你也许要问,为什么落叶多发生在秋天而不是春天或夏天呢?是啊,为什么没有春风扫落叶呢?是因为秋风带来的寒意吗?
因为我们生活在温带地区,四季变化明显,光照长短、水分、温度等差异很大,所以我们只看到秋风扫落叶,实际上在热带干旱季节,也会出现春季落叶的现象,只是没有温带地区落叶现象明显罢了。
落叶是植物正常的生理过程,是发生在植物体内的很复杂的过程之一。
有许多文人墨客扼腕痛惜飘零的落叶而挥墨洒文,可是你可曾想到过:落叶恰恰是树木的自我保护策略一牺牲小我,而保全主体。
天冷了,人们要生上火炉,穿上棉衣,可是树木呢,唯有脱尽全身的树叶,以减少通过叶子而散失的大量水分,才能安全过冬。要不然天寒地冻,狂风呼号,树根吸水已很困难,而树叶的蒸腾作用却照常进行,你想想看,等待树木的除了死,还会有?
同样道理,干旱季节中的热带树木的落叶也是自我保护的措施。
然而水分是影响落叶的唯一原因吗?
你注意一下,秋天,马路边的路灯旁的树木,在其他同伴已落尽的时候,却总还有一些树叶在寒风中艰难地挺立着,飘舞着。这就会使我们想到,落叶跟光照也有很密切的关系。实验证明,增加光照可以延缓叶片的衰老和脱落,而且用红光照射效果特别明显;反过来,减少光照则可以促使植物落叶。夏季一过,秋天来临,日照逐渐缩短,似乎在提醒植株——冬天来临了。
那么是谁控制着叶子的脱落呢?经科学家艰苦地努力,终于找到了一种化学物质叫脱落酸,发现它与落叶很有关系,可以促使植物的叶脱落,同时也发现其他激素例如赤霉素和细胞分裂素起相反作用,能延缓叶的衰老和脱落。所以到目前为止,虽然植物落叶的机理还没有完全弄清楚,但是可以肯定,落叶尤其是温带地区的树木的落叶,是树木减少蒸腾,保全生命,准备安全过冬的一种本领。
一花一世界
最杰出的艺术家当属大自然,这个艺术家在我们周围创造出数不尽的奇花异葩。梅花像星,葵花像盘,报春花像小钟,牵牛花像支喇叭,珙桐花似一只只迎风翩翩起舞的白鸽,台湾的蝴蝶兰,雪白中有绊红,好似群蝶翩跹。
再看看我们生活的周围:迎着春风,路旁的桃花悄悄盛开,粉红一片,雪白一堆;星星点点的小紫花在草丛中露出了头,二月兰、白兰也展开花瓣,悄悄向路人致意,似乎在告诉人们:春天到了!春天到了!气温刚略有回升,夏至草便伸着懒腰,周身带着一圈一圈小花环使劲睁开了眼,好奇地打量着周围:此时月季、樱桃花竞相开放,石榴花吐着火红的蕊,挂满了枝头。你再抬眼一看:啊漫山遍野、大街小巷鲜花盛开,叫得出名的、叫不出名的开遍了满世界,仿佛使人置身在花的海洋中。春夏不乏花的陪伴,而秋天菊花怒放,冬天腊梅花开,一年四季时时有花,时时把这世界装扮得五彩缤纷,细烂美丽。
花的构造有花被、花萼’花托、雄蕊、雌蕊5部分,花的不同形状就是由这几部分的多少、大小、形状变化而决定的。
花的颜色
万紫千红是诗人对花朵的赞美。
的确,红色的、紫色的、蓝色的、白色的、黄色的花,五彩缤纷,惹人喜爱。
那么美丽的颜色是怎样产生的呢?
原来在花瓣细胞里存在各种色素,主要为三大类:一类是类胡萝卜素,包括红、橙及黄色素在内的许多色素;第二类叫类黄酮素,是使花瓣呈浅黄色至深黄色的色素;第三类叫花青素,花的橙色、粉红、红色、紫色、蓝色都是由花青素呈现的。
通过对被子植物花色的调查,人们发现花瓣呈白色和黄色的最多。那么白色的花是怎么回事呢?花呈现白色,是因为花瓣细胞里不含什么色素,而且充满了小气泡。你如果不信,用手捏一捏白色的花瓣,把里面的小气泡挤掉,它就成为无色透明的了。有些植物开黄花,那是因为花瓣细胞的叶绿体里,含有大量的叶素。
有一种奇怪的黑蔷薇花瓣呈黑色,但提取不出黑色素,原来是花青素和花青苷的红色、蓝色及紫色混在一起,颜色加深时形成的一种近似黑色的色泽。植物形成色素必须消耗原料和能量,解剖可看到色素仅分布于花瓣的上表皮中,花瓣内部是无色的,这说明植物以消耗最少的能量和材料达到了最佳的效果。
植物表现出美丽的色彩,除植物体内部具备产生色彩的内部条件夕卜,环境条件如温度、光照、水分、细胞内的酸碱条件等都影响色素的表现。
就温度而言,不同植物的花朵,所适应的温度范围不同。喜温植物开花,在温度偏高时期,花朵色彩艳丽。如生性喜欢高温的荷花,炎热季节开放,花朵鲜艳夺目。绝大部分樟和一些喜低温植物,在花期内遇偏高气温,花的颜色常常不太鲜艳。如春季开花的金鱼草、三色堇、月季等,当花期遇到30°C以上高温时,不仅花量少且色彩暗淡。如果植物在开花时气温过低,不仅花色不鲜,且会间有杂色。
多数植物喜欢在阳光下开放,缺少阳光,不仅花色差甚至连开花也困难。大多数花随着开放时间的变化,花色有所改变,一般黄色的花在花i射时变为黄白色。随着接受日光照射时间的长短,花的颜色深浅也可引起变化。留心观察一下棉花的花,刚开放的花是乳黄色的,后来变成了红色,最后变成了紫色,因此在一棵棉株上,常常同时开放着几种不同颜色的花,这便是由于阳光照射和气温的变化,影响到花瓣细胞内的酸碱性发生变化,最终弓起色素颜色的改变。
因此花的酸碱度改变,也导致花色的改变。你认得牵牛花吧,它的花朵像喇叭,颜色挺多,有红的、紫的、蓝的、粉白的。如果你把一朵红色的牵牛花,泡在肥皂水里,这朵红花顿时会变成蓝花,再把这朵蓝花泡到稀盐酸的溶液里,它又变成了红花了!
水分也影响花色。花朵中含适量的水,才能显示出美丽的色彩。而且维持得也较为长久。缺水时,花色常变深,如蔷薇科的花朵缺水时,淡红色花瓣会变成深红色。
袭人花香
许多花朵,不但有美丽的花冠,而且有芬芳的气味,这是因为花瓣的一些细胞中含有挥发性叫芳香油的油脂。