虽然当时加纳尔人为地假定12小时为长日植物和短日植物能否开花的临界日长，即指诱导短日植物开花所需的最长日照时数，或诱导长日植物开花所需的最短日照时数。但现在已经明确这种人为的决定是错误的。
长日植物和短日植物的区别不是在于它们对日长要求的绝对数值的长短，而是在于它们对日长要求有一最低或最高的极限日照。这就是说长日植物要求有一个最低的极限日照，它们不能在比这极限日照更低的日照下开花；而短日植物要求有一个最高的极限日照，它们不能在比这极限日照更长的日照下开花。如长日植物菠菜的临界日长为13小时，它至少要得到13小时的光照才能开花，短于13小时不能开花，长于13小时可以促进开花；相反，短日植物北京大豆(中熟种)的临界日长为15小时，它开花需要的日长不能超过15小时，长于15小时不能开花，短于15小时可以促进开花。它们对一定日长的要求是绝对的严格。
因此，长日植物是指一天中，日长等于或长于临界日长条件下开花或促进开花的植物。短日植物是指日长等于或短于临界日长条件下开花或促进开花的植物。此外，还有一类植物对日长要求范围很广，在任何日长下均能顺利开花，这类植物称日中性植物。例如番茄、黄瓜、茄子、菜豆以及其他一些一年四季都能开花的植物。
植物开花对光周期的要求，是其祖先长期对环境适应而形成的一种特性。由于地球公转，地球上各纬度(除赤道外)的昼夜长度在一年内呈有规律的变化。
以北半球不同纬度地区昼夜长短的季节变化为例，可以看出日照在夏至最长，在冬至最短，在春分和秋分各为12小时。在低纬度地区(我国南方)没有长日条件；在高纬度地区(我国东北地区)有长日条件，但短日时气温已低；在中纬度地区(我国北方)，既有长日条件，又有短日条件，并且在夏季和秋季都有合适的温度。因此，在低纬度地区只有短日植物，高纬度地区只有长日植物，而中纬度地区长日植物和短日植物都有。
光周期诱导
植物在适宜的光周期处理下，就可以诱导开花。研究表明，许多植物的开花(花芽分化)并不是在适宜光周期处理的当时，而是在处理后的若干天。这就是说，光周期处理的效应可以保持在植物体内，以后即使处于不适宜的光周期下，仍可以长期保持着这种诱导效果。花芽分化只是光周期处理效应的表现。这种能产生诱导效应的适宜光周期处理称为光周期诱导。
不同植物需要适宜光周期诱导的周期数(即光周期处理的天数)是不相同的。例如短日植物苍耳的临界日长为15．5小时，只需要一个光诱导周期，即一个循环的15小时照光及9小时的黑暗就可以开花。其他植物如大麻4个，胡萝卜15~20个，**12个等。这是最低诱导周期天数，少于这个天数就不能诱导开花。多于这个天数，花诱导的效果更好，花形成提前，花的数目增多。各种植物光周期诱导的天数也随植物的年龄和环境条件，特别是温度、光强及日照长度而有所改变。
叶片是感受光周期刺激的部位。这可用短日植物**的4种处理来证明，结果是只要叶片处于短日条件下，不管茎顶端是在短日下还是长日下，都可以开花。
叶片对光周期的敏感性，与叶片本身的发育程度有关。幼叶和衰老的叶片敏感性差，叶片长到最大时，其敏感性也最高。不同植物开始对光周期表现敏感的年龄也不同，大豆是在子叶伸展时期，水稻是在七叶期前后，红麻在六叶期。以后随年龄的增加，所需诱导的时间也越短。
由于感受光周期诱导的部位是在叶片，而形成花的部位是在茎端分生组织，因此，叶片感受光周期刺激后必有诱导效应的传导。许多嫁接实验可以证明这一观点。例如可把5株苍耳顺序嫁接，如果只让第一株上的一片叶置于适宜的光周期下，而其他各株都处于不适宜的光周期下，一段时间以后发现5株苍耳都能开花。这表明在被诱导的叶片中确实形成了一种或多种开花刺激物，通过嫁接可把诱导效应传导给其他几株，并最终传导到茎端，使茎端分生组织从分化叶原基转变为分化花原基。但这种开花刺激物是什么，至今尚不了解。
光暗交替的重要性
为了研究光周期现象中光期和暗期的作用，人们又做了多种实验。人们发现如果在光期中用短时间的黑暗打断光期，并不影响光周期诱导；但如果在暗期中间用短时间的光照打断暗期，则会使短日植物继续营养生长(开花受到阻碍)，而促进了长日植物开花。这说明不管光期的长短，短日植物只有在超过一定的暗期长度时开花，而长日植物是在短于一定的暗期长度时开花。即暗期比光期更为重要。
在自然条件下，由于一天24小时的光暗循环，光期长度和暗期长度是互补的。因此有临界日长，必然有对应的临界夜长。用人为地改变暗期长度的方法也可观察到临界夜长的存在。临界夜长是指光周期中长日植物能开花的最大暗期长度或短日植物能开花的最小暗期长度。因此短日植物又称长夜植物，其暗期长度长于临界夜长时开花；而长日植物又称短夜植物，其暗期长度短于临界夜长时开花。应该说明的是光期对短日植物也是有作用的，光期可供应光合作用的能量来源，增强光合作用，增加花的数量。
四、红光、远红光的可逆现象
为了研究光质在光周期诱导中的作用，人们用不同波长的光进行暗期间断实验。结果发现抑制短日植物开花，红光最有效。如果在红光照射以后，再用远红光照射，就不能发生暗期间断的效果。也就是说红光的作用可以被远红光所抵消。这个反应可以反复逆转多次，而开花与否决定于最后照射的是红光还是远红光。可以看出：对短日植物来说，红光不能使植物开花，而远红光能使植物开花；对长日植物来说，红光能使植物开花，而远红光不能使植物开花。红光与远红光的这种对开花的可逆现象与体内存在的光敏色素有关。
植物中奇特的繁殖方式
植物产生同自己相似的新个体称为繁殖。这是植物繁衍后代、延续物种的一种自然现象，也是植物生命的基本特征之一。植物种类繁多，繁殖方法不一，主要有营养繁殖、种子繁殖、孢子繁殖等方式。然而在植物界中，还存在着这样两种特殊的繁殖方式。
自交不亲和性
自交不亲和性指具有完全花并可形成正常雌、雄配子，但缺乏白花授粉结实能力的一种自交不育性。
虽然雌雄同花，两性**同时成熟，但因为不亲和性，即使受粉，花粉也不发芽。或花粉管不进入花柱，花粉管生长滞缓甚或停止生长等受精不能正常进行的现象。自交不亲和一词也适用于非同一朵花的同一植株的不同小花之间的不亲和现象。自交不亲和性有荫种类型，凡花器中雌蕊本身或雄蕊本身无任何形态分化的称为同型不亲和性，相反，凡是看有异型雌雄蕊的则为异型不亲和性。同型不亲和性还可进一步区分为配子体不亲和性与孢子体不亲和性二种。与自交不亲和性相对应，不同植株之间，特别是特定系统之间的不亲和性则称为异交不亲和性，或杂交不亲和性。
具有自交不亲和性的作物有甘薯、黑麦、白菜型油菜、向日葵、甜菜、白菜、甘兰等。
具有自交不亲和性的植物通常表现出雌蕊排斥白花授粉的行为，使白花的雄配子在受精的不同阶段受阻：有的自花花粉在雌蕊柱头上不能发芽，有的花粉管不能穿透柱头表面，或在花柱内生长缓慢，落后于异花花粉，或不能到达子房，不能进入珠心，或进入胚囊后不能与卵细胞结合完成受精过程。
自交不亲和性是一种受遗传控制、提高植物自然异交率的特殊适应性。在杂种优势利用中，可以利用自交不亲和性植株作为母本，通过异花授粉生产大量的第一代(F1)杂交种子，降低制种成本，提高制种效率，因而是一种有实用价值的有性繁殖方式。
雄性不育性
植株的雌蕊正常而花粉败育，不产生有功能的雄配子的特性称为雄性不育性。
雌雄同株植物中，雄蕊发育不正常，不能产生有功能的花粉，但它的雌蕊发育正常，能接受正常花粉而受精结实，并能将雄性不育性遗传给后代的植物品系。雄性不育一般可分为三种类型。
(1)细胞质雄性不育型，简称质不育型，表现为细胞质遗传。通常以单一的细胞质基因S和N分别代表雄性不育和雄性可育。用可育株花粉给雄性不育株雌蕊授粉，能正常结实，但第一代(F1)植株仍表现为雄性不育的母体性状，因而不能自交产生第二代(F2)，农业生产上不能利用。
(2)细胞核雄性不育型，简称核不育型，表现为细胞核遗传，雄性不育性大多为一对隐性基因(msms)所控制，正常可育性为相对的显性基因(MsMs)所控制。雄性不育株与正常株杂交，F1植株为雄性可育(MsMs)；F1自交产生的n，可育株与不育株之比为3：1，难以用普通方法保持雄性不育系，在农业生产上也不可能广泛利用。
(3)核一质互作不育型，表现为核一质互作遗传。不但需要细胞质有不育基因S，而且需要细胞核里有纯合的不育基因(rfrf)，二者同时存在，方能使植株表现为雄性不育。如胞质基因为可育N，则不论核基因是可育(RfRf)还是不育(rfrf)，都表现为雄性可育。同样，如核里具有可育基因(RfRf)或(Rfrf)，则不论胞质基因是可育N还是不育S，也都表现为雄性可育。这种由核一质互作形成的雄性不育系，其遗传组成为S(rfrf)，不能产生正常的花粉，但可作为杂交母本。
雄性不育性广泛存在于水稻、玉米、高粱、油菜、大麦、小麦、棉花、向日葵等作物中，有的已用于配制杂交种。雄性不育系可以免除人工去雄，节约人力，降低种子成本，还可保证种子的纯度。目前许多作物已经利用雄性不育系进行杂交种子的生产；对其他作物的雄性不育系，也正在进行广泛的研究。
植物的感觉之谜
科学家们经过研究发现，植物与动物，以及和人在很多方面具有同样的，或是相似的功能。
与人和动物不同，植物对外界的嗅觉靠的不是鼻子，而是用身体的某个器官来感受。如果说植物有鼻子，那也许它的鼻子指的是叶子。科学家们做出这一猜想是因为植物被化学物质伤害时，损伤最大的通常是叶子。
植物的味觉也是非常细膩的，它们很清楚地知道自己喜欢“吃”点什么，爱“喝”点什么，这就是为什么有些地方寸草不生，有些地方却树木成林。很多科学家就是利用植物的味觉来寻找矿藏的。例如，金刚石很可能就埋藏在赤杨丛生的地方；而不毛之地也许藏有铂矿，这是因为它与任何植物都是水火不相容。
植物的听觉是“因人而异”，换句话说，不同的植物对不同频率的声波有着不同的反应。日本科学家发现，西红柿、黄瓜特别爱听日本的“雅乐”，每当音乐响起的时候，这些植物的叶子舒展，叶面电流加快，生长迅速。美国科学家也有类似的发现，很多植物喜欢轻音乐，讨厌摇滚乐，有些植物长时间听摇滚乐后会慢慢地死去。
按照一般常识来讲，植物发声是不可能的。最近，美国加州森林研究所的尼尔逊博士把一棵小松树移至室内，接上计算机测试仪后发现，这棵小松树能够发出微弱的超声波，他把这称为植物在“说话”。有些植物缺水时会发出“咔哒咔哒”的声音，这种声音有点类似于哺乳动物鲸发出的叫声。
植物的视觉是指植物对光线的感受程度。如果用感受光线来衡量植物的视力，那么，植物叶面对光线的感受力最强，也就是视力最好。人们在生活中不难发现，植物向阳的一面，枝叶比较多，反之背阳的一面，枝叶通常比较少。
英国科学家培育成功了一种神奇的小麦，当它在生长发育过程中遭遇到细菌、寒冷或干旱等侵害时，叶片会发出淡蓝色的光芒，仿佛在向人“诉苦”。而含羞草具有复杂的神经系统，当人触动含羞草的一片叶子时，其他叶子就会自动卷合起来。这种反应不是一种简单的化学反应，而是基于电脉冲的一种反应。
科学家们还发现，植物的嫩芽里还有“引力探测器”的设置，能对引力做出反应。当这种“引力探测器”被割掉后，植物向上生长的能力就会遭到破坏。
美国的测谎专家巴克斯特有一天突发奇想，在一盆植物的叶子上接上了一个测谎器的电极。为了证明植物具有记忆力，巴克斯特将两棵植物并排放人一间屋内。然后让六个人穿着一样的服装。戴着面罩，从植物前面走过。其中有个人将另外一棵植物毁坏。之后，再让他们从植物前面走过，当那个毁坏植物的人经过时，记录纸上就会出现强烈反应的记录。
植物何以有如此灵敏的神经系统和复杂的反应行为?科学家解释，这是一种名叫茉莉酮酸的化学物质在起作用。当植物受到外界刺激时，会产生一种激素，这种激素把植物体内的亚麻酸转化成为茉莉酮酸。这是一种类似动物体内的前列腺索的化学物质，具有止痛和平息情绪的功效。茉莉酮酸挥发出去，还可以作为植物间互相联络的信号。
植物传递信息的秘密
生物学家们在很早之前就猜测，植物，尤其是同类植物之间，是完全可能进行“语言”交流的。而这样的猜想后来也被得到了证实。
那么，植物之间究竟是怎样实现“对话”的呢?
美国华盛顿大学的生态学家发现，在一片柳树林中。一旦某一棵树遭受虫害，其新叶中的石炭碱的分泌量就会大量增加，以降低新叶对害虫的适应性，从而保护自己，减少虫害，这是人们能够理解的一种适者生存的自然现象。
奇怪的是，在这棵遭受虫害的柳树周围约70米范围的其他柳树叶片中的石炭碱含量，均有不同程度的增加，而且越靠近被害之树，叶片中的石炭碱浓度越高。它们是通过何种方法来传播“预警信息”的呢？
起初，科学家怀疑是通过树根传递的，但挖开树根发现。这些树根并没有实际的接触，显然树根不是“语言的枢纽”。经过多方面的研究才发现，受害之树所释放的乙烯，要比正常情况下多得多，由此认为传递“语言”的物质很可能是乙烯。乙烯通过风的媒介作用，给邻近的柳树发出危险及预防信号，使其各自采取防卫措施。
同样的，英国植物学家厄豪克伊亚经过长期研究发现，美丽的白桦树被害虫咬伤后，其树叶中酚类物质的含量便急剧增加，以此抑制害虫的取食。南非比勒陀利亚大学的动物学家也发现这一类似现象：当金合欢树遭到动物取食时，叶片中的单宁酸含量就会真线上升，其毒性足以使取食者丧命。同时，它还通过空气释放一种气体，使周围45米以内的金合欢树都能接到信号，在5~10分钟内大量产生单宁酸，迎战来犯之敌。
许多科学家认为，植物各器官是通过自身发出的电信号传递信息，进行“电话交流”。实际上，早在1873年，就有科学家用实验方法检测到捕蝇草体内的电流产生，证实了“植物电”的存在。
随后，不少科学家采用一系列物理和化学刺激，在食虫植物、感震植物、攀缘植物和非敏感植物中发现了电信号。英国科学家研制出一种植物探测仪，把这种仪器的一根引线与植物的叶子连接，通过电子翻译器，便可在耳机内清晰地听到植物在“说话”。比如，在光照良好或雨露滋润时，植物发出的“声音”清脆悦耳；在刮大风或干旱的天气里，植物则会发出低沉的“叫声”。
植物学家发现，在干旱季节，某些缺乏水分的树木，仿佛在低声呼喊：“水!水!水!”可惜听到这种呼喊的并不是树木的朋友，而是树木的敌人，也就是那些专靠咬树为生的小蠹虫。听到树木如泣如诉的喊叫以后，小蠹虫立即就判断出哪些树木最惧怕干旱，哪些树木最缺乏抗旱能力，于是它们便向那些树木发起进攻。
不过，根据昆虫学家们的意见，这一特点也可以利用来同专门危害树木的害虫作斗争。因为只需复制出一种频率与树木“说话”相同的超声波就行了，小蠹虫肯定会上圈套的。现在，日本科学家成功地将植物电转换成了和谐的音乐。他们采用改进的人体电脑检测仪器，将测到的植物体内的电位差输入电脑，再利用处理杂音的音程转换软件，把植物的微弱电流先变成声，后改编成了音乐。近年来，科学家又发现，植物通过“电话交流”，可有选择地将外界信息输入体内，促进自身的生长发育。
最近，德国科学家又进一步证实、有的植物可以通过高频声音“说话”，只是由于频率太高，人耳听不见罢了；另一些植物则通道极微弱的)巴来传递信息——这种微弱光，人眼难以觉察，但仪器却可以测出。德国生物学家赫伯特威茨教授最近宣称，已经破译了包括洋槐、梧桐等10余种树木的“语言”。他甚至指出，不同树种的语言风格也不尽相同，如橡树、山毛榉、杉树较为风趣、而马尾松相比之下却较为朴实。
植物间存在语言交流这一说法，解释了为何一株合欢树在被野羊啃食后，周围同类树的叶子中会很快产生苦味，以及为何当一株橡树被砍伐后，其余橡树即会产生更多的种子等现象。如此看来，我们原先认定的“平静”的森林，实际上并不平静。
奇妙的植物全息现象
“全息”这个词，是1948年物理学家弋柏和罗杰斯发明了光学全息术后提出的一个概念。在物理学上，全息的概念是很容易弄懂的。例如，一根磁棒将它折成几段，每个棒段的南北极特性依然不变，每个小段与它原来的整根棒全息。
而所谓的“生物全息”，就是生物体每个相对独立的部分，在化学组成模式上与整体相同，是整体的成比例的缩小。
植物的全息现象，在大自然中，已从形态、生物化学和遗传学等许许多多的方面找到了论证的实例，马路边的棕榈树，它的一张叶子，由蒲扇似的叶片和长长的叶柄组成，仔细观察一下叶子的整个外形，当把它竖在地上与全株棕榈树的外形相比较时，你会发现，它们的外形是多么的一致，只是比例的大小不同而已。一只梨子，它的外形与它的整体果树的树形吻合；行叶脉的植物，它们都是从茎的基部或下部分枝，主茎上基本无分枝；相反，叶脉为网状的植物，它们的分枝多呈网状。在植物的生化组成上，也有十分明显的全息现象。例如，高梁一片叶子上的氰酸的分布形式与整个植株的分布形式相同。在整个植株上，上部的叶含氰酸较多，下部的叶含氰酸较少；在一张叶上，也是如此。
有趣的是，当进行植物离体培养时，我们也能发现植物的全息现象。若将百合的鳞片经消毒用来离体培养，发现在鳞片基部较易诱导产生小鳞茎，即使把鳞片从上到下切成数段，同样发现小鲜茎的发生都是在每个离体段基部首先产生，且每段鳞片上诱导产生小鳞茎的数量，遵循由下至上递补增的规律。这种诱导产生小鳞茎的特性与整株生芽特性相一致，呈全息对应的关系。在植物组织培养过程中，以大蒜的蒜辦、花叶芋和彩叶草等多种植物叶片为外植体，进行同样的试验观察时，都能见到这种全息现象。
植物全息的规律应用于农作物的生产实践中，已经产生了惊人的效果。例如，马铃薯的栽种，习惯以块茎上的芽眼切下来以留作“种子”。但长期以来，人们并没有考虑到块茎上芽眼之间的遗传差异。根据植物全息的原理，这些芽眼之间必定会有特性的区别。马铃薯在全株的下部结块茎，对于全息对应的块茎来说，它的下部(远基端)芽眼结块茎的特性也一定较强。于是，为了证实上述的想法的正确与否，科学家做了系统的试验。分别以“蛇皮粉”、“跃进”等5个马铃薯品种的块茎为试验材料，将它们的芽眼切块成远基端芽眼和近基端芽眼两组，进行种植，比较试验。实验结果，以远基端芽切块制种种植时，各个品种均增产，平均增产达19．2％。
上述在农业上的全息应用实例给人以启示。人们自然而然的会问，小麦、水稻，它们的留种应该采用什么部位制种呢?这些有趣而具生产实践意义的全息课题，目前不少人正在试验观察中。不过，人们在长期的生产实践中，个别的生产措施，也是符合生物全息规律的，只不过还没有意识到这点罢了。例如，我国不少地区种植玉米的农民，他们在留种时，习惯把玉米棒上中间(或偏下)的籽粒留下作种，而把两端的籽粒去除，确保玉米的年年丰收。这种玉米籽粒的留种方法是符合生物全息律的。因为玉米棒子是在植株的中间或偏下部分着生的，而作为植株对应全息的玉米棒，其中间(或偏下)着生的籽粒，在遗传势上也一定较强。经科学的试验，以这种方法制种，可以增产35．47％。
全息生物学观点的提出，虽然只有短短的几年，但已引起不少人的强烈兴趣，国内已先后4次召开全国性的学术会议，交流了各方面的研究信息，在国外，日本、巴西等国的有关学者对“全息生物学”的提出也给予极高的评价。目前，植物全息现象的观察研究，方兴未艾，无数未解之谜还有待人们去揭开。
沙漠植物耐旱之谜
沙漠，是指沙质荒漠，地球陆地的三分之一是沙漠。因为水很少，一般以为沙漠荒凉无生命，有“荒沙”之称。和别的区域相比，沙漠中生命并不多，但是仔细看看，就会发现沙漠中还是藏着一些动植物的。
沙漠上的植物分布比较稀薄，但是有很多品种。比如，美国西南部的沙漠里的柱仙人掌可以活200年，长15米，10吨，成为沙漠里的树木。柱仙人掌成长很慢，9年之后才有15厘米，75年才分第一个枝。因为身躯庞大，看起来好像沙漠里有很多仙人掌。其实豌豆类和向日葵类植物也可以在于燥酷热地域生存。梭梭也是沙漠中独特的灌木植物，平均高达2~3米，有的高达5米，被称为“沙漠植被之王”寿命也可达百年以上。春季冰冷的沙漠里一般长草或灌木丛。
在沙漠里，植物要在严酷干旱的气候中求得生存不是一件容易的事情，不过沙漠里的植物们自有他们的办法，为了适应沙漠的气候，它们长成了与众不同的奇怪相貌。接下来我们来看看它们中的代表。
号称“无叶树”的梭梭就是沙漠中的一道奇特的景象。为了减少水分的蒸发，梭梭的叶子已经退化得像鳞片一样裹在树枝上，主要靠绿色的树枝代替叶子进行光合作用，制造养料。而仙人掌则把叶子变成了刺，径柳呢，干脆就没有了叶子。
令人感到有趣的是，有些沙漠植物采取的是“惹不起。躲得起”的策略，它们在干旱炎热的夏季里落叶休眠，等到夏去秋来，再继续生长发芽。
当然，在沙漠中还有一些植物坚韧不屈，他们和酷热干燥风沙斗争到底，是沙漠里一道最美的风景线。
在风沙侵袭、沙丘流动的地区，人们常常可以看到沙丘上生长着花儿鲜红的红柳树，为沙漠增添了生气。风卷流沙埋压它一次，它就又迅速地生长一节，始终傲立在沙丘之上，把沙丘踩在脚下。沙漠里还有一种高大的胡杨树，它不光不怕沙漠里的盐碱，而且本身就是一座小型的化工厂，它把对植物有害的盐碱，变成了可以蒸馒头、做糕点和洗衣服的“胡杨碱”。你只要在树干上划上一刀，就会淌下像眼泪一样的胡杨碱来。
这些生长在沙漠里的植物，也许他们的样子是怪了点，不过它们长成这样都只有一个目的：就是在沙漠干旱的天气里求得生存。同时，它们的存在也给茫茫沙漠带来了生机。
在这里，我要特别说说澳大利亚西南部的沙漠花园。澳大利亚沙漠位于澳大利亚的西南部，面积约155万平方公里。这里雨水稀少，干旱异常，夏季的最高温度可达50摄氏度。因为没有高大树木的阻挡，狂风终日从这片沙漠上空咆哮而过。风是这里唯一的声音。任何人都会以为这是一片死亡之域。
但在1973年，澳大利亚一个叫夫兰纳里的植物学家在骑摩托车旅行时发现，这片世界上条件最恶劣的沙漠中，竟有大约3600多种植物繁荣共生。如果按单位面积计算，物种多样性要远远超过南美洲的热带雨林。因此，发现者称这里为沙漠花园。
夫兰纳里发现，生长在这里的植物对自己非常苛刻，对水和养料的需求少得可怜，几乎是别处植物的十分之一。同时，这里所有植物的叶子都不是绿色的，而是带着各种鲜艳的颜色。更奇特的是，而且这些植物开的花不仅硕大无比，而且惊艳异常，它们能分泌出超乎想像的芬芳花蜜。
为什么这些植物能在环境恶劣的沙漠中如此妖娆美丽呢?夫兰纳里对这些植物进行了30年深入研究，才发现其中的奥秘：这里的土壤成分主要是没有养分的石英，只有对水分和营养需求极少的植物，才能生存；昆虫和鸟类在这里非常稀少，几乎没有潜在的授粉者。植物的生存繁衍主要靠传播花粉。在这种条件下，植物必须开出最大最艳丽的花朵，分泌最多的花蜜，才能吸引极少潜在的授粉者的注意，从而使自己繁衍生存下去。
冬虫夏草的秘密
冬虫夏草，顾名思义，冬天是虫子，夏天是草，那么，世界上真会有如此奇妙的生物吗?冬虫夏草到底是属于植物世界的成员还是动物世界的成员呢?
其实，冬虫夏草是一种菌类，既不是植物，也不是动物。
有些苗类植物是靠寄生在昆虫身上生存的。冬虫夏草形成的原因，通俗的来讲，就是蝙蝠科有许多种别的蝙蝠蛾为繁衍后代，产卵于土壤中，卵之后转变为幼虫，秋天的时候，这些菌类植物成熟了，它们的种子(叫孢子)也已长大成熟，冬虫夏草菌侵入幼虫体内，然后孢子就靠吸收幼虫体内的物质作为生存的营养条件，并在幼虫体内不断繁殖，致使幼虫体内充满菌丝。
小幼虫们在孢子刚刚钻进它们身体里的时候，并不觉得什么异常，可是到了第二年春天时候，它们越来越枯竭，渐渐地就死去了，只剩下一具具空壳。
菌的生长能力很强，到第二年的时候，已把小幼虫体内的一切统统吃光，到了来年的5~7月天气转暖时，自幼虫头部长出黄或浅褐色的菌座，菌已从幼虫的头顶上钻了出来，长成一根细长的棒，这棒就是我们看到的“草”。这根棒上部膨大，膨大的地方有许多小球体，小球体里面还隐藏着许多冬虫夏草的后代——新一代的孢子，秋天到来的时候，这些成熟的新孢子就会再悄悄地趁机钻人新一代昆虫的幼虫身体里，长成新的冬虫夏草。 ．
因此，虽然兼有虫和草的外形，却非虫非草，属于菌藻类生物。
冬虫夏草的样子在生物界里是独一无二的。它由两部分组成，下部是一条虫子的外壳，黄白色或金黄色，有清晰的环纹，头、尾、足都可看得一清二楚。上部比虫子长，有点像褐色的黄花菜，表面有很细致的纵纹，实际上，它只是一种单生菌类而已。
从外形上看，冬虫夏草虫体呈金黄色、淡黄色或黄棕色，又因价格昂贵而有“黄金草”之称。因其药用价值高，功效好，在国内外被视为珍品，市场需求量大，但因其天然资源量稀少，故价格十分昂贵。
冬虫夏草主要分布在我国青海、西藏、四川、云南、贵州、甘肃海拔4000米左右的高海拔地区。专业人士根据产地的不同又分为青海草、藏草、川草、滇草等。也有把产自青海、西藏的统称为藏冬虫夏草。一般来讲，青海、西藏两地出产的冬虫夏草内在品质要比其他地方的好，很受市场欢迎，售价也较高。
冬虫夏草由于仅分布于中国，数百年来又被我国和亚洲人民视为与天然人参、鹿茸相媲美的名贵滋补中药材，享有极高的声誉。它药性作用温和，比其他种类的滋补品更具有广泛的药用和食用性，长期以来是我国既可药用又可食用的高级滋补品，并且一年四季都可食用，对老、少、病、弱、虚者皆宜服用，并且无任何副作用。古代70多部中药学文献把冬虫夏草的功用归纳为：“能阴阳并补，治劳嗽膈症，诸虚百损；功与人参、鹿茸同，但药性温和，老少病虚者皆宜食用……”
新中国建立以来，我国有200多部药书详细记载了冬虫夏草的药效与用途，历部《中华人民共和国药典》记载其功用为：“补肺益肾，止血化痰。用于久咳虚喘，劳嗽咯血，**遗精，腰膝酸痛。”随着国内外医学的发展和中药学在全世界范围内的逐步普及，近年来发现冬虫夏草的功用效果越来越广泛。经研究证明，它是具有镇静，止血，抗惊厥，降压，改善心肌缺血，抗血小板凝结，抗衰老，调节人体免疫以及具有抗肺癌、淋巴癌和肝癌功能的药物。目前越来越引起国内外药学界和生物学界研究者的重视，有关研究报道大量增加。
其实，虫子体内长草的情况并不罕见，在蟋蟀、黄蜂、金龟子等虫体上也会长出“草”来。寄生在蝉的幼虫身体里的菌，夏天从虫体上抽出一根根棒状的茎，叫蝉茸。
根据这一原理，聪明的人类现在已经开始利用菌类植物来与害虫作斗争了，比如，苏云金杆菌不但能在害虫肚子里生长，还能分泌毒素，杀死害虫，对玉米翼、柑桔凤蝶等都有良好的杀灭效果呢。
能源植物
数百年来，煤和石油一直在燃料王国里唱“主角”，有人猜想，既然煤和石油的“祖宗”都是远古时代的植物，那么能不能种植能源作物，并且像收割庄稼一样来“收获”能源呢?这将是21世纪普遍关注的一个新问题。
理想的生物燃料作物应具有高效光合能力。从当前情况看，芒属作物可算是一种较为理想的生物燃料植物。“芒”——原产于中国华北和日本，这种植物具有许多优点：
(1)生长迅速：它一季就能长3米高，因此，当地人称它为“象草”。
(2)生命力强：这种作物遍布亚热带到温带的广阔地区，到处都能生长，而且，它在强日照和高温条件下也能生长茂盛，对肥水利用率高。在生长期间，可不施化肥和农药，因为凭它根状茎上的强大根系能有效地吸取养料。
(3)燃烧完全：“芒”在收割时就比较干燥，植株体内只含有20％~30％的水分，这种作物在生长过程中从大气中吸收多少二氧化碳，燃烧时就释放多少二氧化碳，不会增加大气中的二氧化碳含量。
(4)成本低廉：芒属作物所产生的能源相当于用油菜籽制作的生物柴油的两倍，然而，其投入还不及种植油菜的1/3。
(5)产量很高：据试验，这种生物燃料作物。每公顷产量高达44吨。如果1公顷平均年收获12吨石油，比其他现有任何能源植物都高，而且可连续收获多年。
绿色植物向人们提供越来越多样的化学制品和能源。工业部门可以用来制造经生物可分解的汽车零件、家用物品以及其他的产品；从能源作物提炼出来的生物柴油可以取代石油，减少未来人类对石油的过分依赖。因而新型能源作物的开发与种植，不仅使能源可再生并且综合利用，减少了环境污染，也为农业经济的复苏创造了契机。能源作物成为发达国家开发再生能源的又一新途径。
据研究，用能源植物所提炼的生物柴油不含硫化物，因此不会形成酸雨现象；另外它可以由生物进行分解，避免对土壤、地下水的污染。目前世界各国纷纷开发新能源，期望能在维持工业发展的同时，减少温室气体的排放量，尤其是欧美等发达国家，都希望在最短的时间内，将硫化物的排放回归到：1990年的排放水平，甚至不断减少。因此，在一些比较注意环保或者高污染的地区，例如意大利、澳大利亚的重污染地区，已经开始使用从这些能源植物中提炼出来的生物柴油。德国的尼德萨克森邦最先将生物柴油应用在交通燃料上，并希望在未来生物柴油的使用量，占全德的5％~10％。
发达国家推广种植能源作物，不仅是国际环保的大势所趋，同时也是农业经济与改善土壤的要求所带来的必然结果。现代农业的高度生产、单一作物的种植以及过度机械化，导致严重的水土流失，而在些发展中国家，不正确的耕种方式、种植对土壤有害的作物等行为，也对环境造成了不良的影响。种植能源作物，不仅可防止土壤的流失，还可帮助土壤建立新土壤层。
到目前为止，科学家们已发现了40多种“石油”植物。专家们正在进行品种的选择和质量的优化，并准备尽快实行能源植物的商业化生产。现在，欧洲一些国家已在大规模种植芒属植物，德国已兴建了一座发电能力为12万千瓦的发电厂，其燃料就是芒属植物、白杨、柳的混合物和秸秆。英国科学家与工程研究委员会也于不久前决定，英国将投资2000万英镑用于开发洁净能源新技术，其中向绿色植物要能源是这个研究计划的一部分。
科学家认为，现在普通植物对于阳光的利用效率不到4％，如果通过研究使其提高到5％，那么只要世界农田面积的1／10，就能够提供相当于目前人类使用的全部化石燃料的能源总和。
英国科学家预言，10年以后，英国从事耕种的一部分农民将转而生产能源植物。到2Ⅱ世纪的中期，农民很有可能合资在农场里建立发电站，广泛利用“生物燃料”为燃料。
夜光植物之谜
在自然界中，能发光的生物形形色色，多种多样，除了众所周知的萤火虫外。还有发光的真菌、细菌、夜光虫，藻类、海绵，珊瑚虫，水媳，栉水母，蠕虫、软体动物、节肢动物以及鱼类等。
这些生物通过发光，为自己的生存及种群的繁衍创造了有利的条件，如生活在深海中的●鲸鱼利用发光来吸引猎物；萤火虫用闪光向异性发出求偶信号等等。但在陆生脊椎动物和高等植物中，却从没有发现过发光的自然物种。虽然有时人们在漆黑的夜晚，会偶尔看到一些树木**的根或茎干(尤其是朽木)发出闪烁的荧光，但其实，那只不过是某些腐生在树木上的发光真菌在“作怪”，并非植物自身能力的表现，更不用说能像萤火虫等发光物种那样调控发光的时间和频率了。
虽然自然界中的花草树木不能发光，但人类很早就产生过让农作物和观赏植物像萤火虫那样在夜晚发出闪烁的荧光的设想。几年前，这种想法已在基因工程的实验室里变成了现实：植物基因工程师们成功地将萤火虫体内编码荧光紊、荧光酶等发光物质的基因，转移了烟草的细胞内，于是，一种夜晚发光的转基因烟草被创造了出来。
为了使荧光为农业生产服务，科学家计划在不远的将来创造出利用发光“报警”的新型作物。当这类作物遭到害虫袭击或干旱缺水，或是营养供应不足时，在夜晚通过发光向它的主人“求援”。农民可以根据作物发光的情况，有的放矢地喷洒农药，灌水和施肥。
创造夜晚发光的新型植物，不仅有益于农业生产，而且将给人类的生活增添几多情趣。试想：一株株能发出荧光的转基因圣诞树，定会使圣诞之夜更加迷人；在夏日的夜晚，当人们在荧光闪烁的花草树木间漫步时，是何等的惬意；在居室适当位置上摆一盆夜晚发光的花卉，整个房子都会美丽起来。
不久前，从新加坡的基因工程实验室中传出了一个令世界兰花爱好者惊喜万分的消息：一种夜晚能发出荧光的万带兰被创造出来了。万带兰是新加坡的国花，也是新加坡重要的出口花卉，夜光万带兰的问世，不仅增加了这种美丽的热带兰花的魅力，同时也开创了转基因夜光花卉的先河。
植物世界里的数理奇观
绿色世界浩瀚深远，绿色植物婀娜多姿。多少文人曾为之神往陶醉，多少书画家曾为之泼墨挥毫。然而，不是只有艺术家们才能在这植物世界中找寻到灵感，面对这苍茫浩渺的青山林海，科学家们也看到了蕴藏其中的奥秘，得到了许多可贵的启示!
创立坐标法的著名数学家笛卡尔，根据研究的一簇花辦和叶形曲线列出了x3+y3-3axy=0的方程式，这就是现代数学中著名的“笛卡尔叶线”或“叶形线”，数学家还给它取了一个诗一样的名字——“莱莉花辦曲线”。
从千姿百态的绿叶和鲜花的外形轮廓和空间排列中，很早以前，人们就可以找到用一定的数学公式来描述。
托着娇艳花朵的睡莲，叶子的形状就是一个较为复杂的高次方程。面向太阳的葵花盘上瘦暴的排列，松树球果上果鳞的布局，菠萝果实上的分块，都是按照对数螺旋在空间里展开的。至于植物外部的形态、结构则是那么符合几何原理，并具有如此巧妙的对称。象许多植物的花，就几乎是完美无缺的呈辐射对称形。云杉和雪松的树形则为优美的圆锥状。生长在圆盘、四柱、圆锥形植物体上的叶片、花、果实，均是按照数学规律在空间排列和顺序地逐渐展开的。
植物为什么要按照数学的规律来排列自己的叶片、花和果实呢?这是植物在大自然中亿万年的适应和进化的结果。如向日葵花盘上瘦果的对数螺旋线的孤形排列，这样就可以使果实排得最紧，从而数量最多，产生后代的效率也就最高了。车前的叶片是轮生的，叶片间的夹角为137°30'，这是圓空间里展开的。的黄金分割的张角。按照这一角度排列的叶片，能很好互相镶嵌而又互不重叠，这是采光面积最大的排列方式，有效地提高了植株光合作用效率。建筑师们参照车前叶片排列的这一原理，设计出了现代化螺旋式的高楼，可以使高楼的每个房间都很明亮，光线充足，达到很好的采光效果。
高等植物的外形，茎干，也有其最佳的形态。许多树的树干，都是底部大，上部小，呈圆锥状。这是一种沉稳的，抗倒伏的理想几何形状。从整体的树形来说，如云杉的枝叶的分布也是下宽上窄，树干越到顶部越细，分枝越到上部越短，也为圆锥形。这种形态利于植物抵御狂风暴雨的袭击而不倒伏。比较一下云杉，雪松与古代宝塔或现代的电视塔的形态、布局，就可以发现它们是多么相似。日本一知名建筑师模仿云杉的形态，建造的一幢43层的大厦，不但可以抵抗强大的地震，就是楼顶在摆动幅度达到了70厘米的情况下，仍然可以安然无恙。
茎秆的结构，可说是力学家的“老师”。植物的茎绝大多数为圆柱状，少数为三角形成四棱形。原因是圆柱形最坚固，容量也最大。从植物本身来讲，茎秆为圆柱形更有利于发挥茎的支撑和运输作用。例如，那纤细而中空的小麦茎秆，直径虽小却仍能支撑起比它重几十倍的沉甸甸的麦穗及茎上千剑一样的叶片而不致折断。所以说，圆形支持力最大。古今中外的大型建筑物都选用圆形的柱子作顶梁柱也是这个道理。
从植物茎内的组织细胞学的统计中还发现，许多草本植物的茎，其机械组织的厚度，常可达茎秆直径的七分之一。机械组织主要由维管束组成，它们嵌埋于细胞组织中，就像一根根钢筋贯穿于细胞组织的“砖石”与“水泥”之间，大大加强了植物的支撑能力。另外，中空的茎秆，从力学原理来讲。中空的杆与同样粗的同一材料的实心杆相比，它们的支撑能力是相等的。小麦茎秆结构的这种以消费量少的材料而获得最大坚固性的结构，正好成了当今中空水泥电线杆制造者的“老师”。
鱼尾葵、蒲葵、油棕等植物叶面的“之”字型的折扁状结构，具有较大的张力。它可以承受外界给予的较大压力，可以在在狂风骤雨中保持很强的柔韧性而不被撕裂、折断。一个有趣的力学小实验正好说明了这点。
将一张白纸搭在两个相距23厘米的酒杯上，纸本身的重量就会把纸压弯。但如果把纸折叠成一厘米宽的折扇状放于两酒杯之间，这时，即使在折扇纸的中间放一装满酒的酒杯，折扇状的纸也不会弯曲，这就是“之”字形结构的张应力发挥了作用。按照这一原理，工程师们设计出了放形板、瓦楞纸板，楼房顶棚等等新颖的建筑产品。
植物世界给人类的启迪还有很多很多，从植物各种各样的外形，枝叶的排列，花、果的布局中，我们看到了生物的美、数学的美、物理的美。尽管人们对植物世界的数理规律的了解仍然只是冰山一角，但是科学的发展，人们终将进一步揭示它们的规律，让自然可以更好地造福人类。
有趣的植物启示
早在一百万年前，植物就作为最古老的生命形式之一出现在地球上，并且已经和人类相伴多年。然而对于人类来说。我们对植物的了解，还是远远不够的，诸如开花结实、生长发育这些最基本的生理过程，人类也不能做到十分详尽地描绘出来。因此，世界各国的许多植物学家都致力于对植物生理活动微观过程的研究。
植物体内的“接力赛”
在我们眼里，扎根于土壤的植物是平静的。但科学家们却发现：植物体内其实充满了纷繁复杂的运动与竞争。中国的科学家正在试图描述植物体内的一场“田径比赛”。
这是一场被冠名为光合作用的接力赛。光信号是接力棒，它首先被植物体内的光线接受体接收， “接力棒”随后通过下面的蛋白质“选手”层层传递，最后到达终点——植物细胞的信息处理中心。
到目前为止，科学家们已经发现了传递蓝光信号的一号和二号“选手”，但都是哪些蛋白质“选手”参与了比赛?每一位“选手”在比赛中又承担了什么功能?目前还无法弄清楚。如果能找到所有传导光信号的“选手”，那么就能构建起一个植物体内的光信号的传导网络。届时，人类将能通过调节网络中光信号的传递，按照植物育种的各种需要来改良农作物的生长。
花儿的裁判
光合作用是一场激烈的接力赛。实际上，据生物学家们的统计，一种植物体内有数万种生物反应，那么，植物体内可以称得上是一场竞赛种类繁多、竞争异常激烈的奧运赛场。
花儿的绽放依靠的是植物生长细胞的分裂，而细胞的分裂就是花儿体内一场激烈的竞速比赛。比赛离不开裁判，这场比赛的裁判是阳光和温度，因为只有适宜的光照和温度才能保证细胞分裂的正常进行。但是究竟阳光和温度怎样影响着这场比赛，一直是生物学研究的一大难题。
如今，计算机模拟技术帮助生物学家们了解了这个过程。在对植物开花过程的研究中，科学家们对控制开花时间的基因做上标志，并通过阳光照射强度控制它的活跃程度。不同时期，这个基因在花朵的哪个部位，呈现什么状态，把这些信息输入计算机，通过计算机的模拟技术，这个基因在整个开花过程中发挥的具体功效就一清二楚了。
科学家们相信，通过调控这类基因，可以改良某些经济作物。在那些日照时间短的地方，可以通过缩短开花期，以保证农业的丰收。那时，细胞分裂赛事的裁判不再是阳光、温度，而是人类了。
植物清洁工
植物体内的生理活动，让生物学家们着迷。而另外一些科学家则看上了植物扎根土壤，忠于职守的特性。
由于许多植物对环境的变化都非常敏感，并能通过颜色、形状、生长习性等的变化表现出来。人们就依靠对植物状态的监测，来对有害物质进行预警。这为现代战争中的环境监测提供了意想不到的帮助。在战争地带前进的士兵，正尝试着用电子装置来监测植物，以此判断当地是否遭受过化学毒气的攻击。
科学家们已经培养成功了几种植物清洁工，他们对化学、辐射等环境的变化特别敏感，用于警示有毒的生物制剂化学制剂的出现。同时，某些植物对某种有害物质还有净化清除的功能，为人们清洁环境中的有害物质。
可以想象，将来我们刚刚完成装修的居室，或者空气污浊的办公环境，也能摆上一两盆这样的植物清洁工。那么充盈眼帘的绿色，还为我们担当着保护环境、清除空气垃圾的责任，成为了人类忠诚的“清洁工”。
对于生物学研究来说，植物留给人类的迷实在是枚不胜举，但每一个谜语的破解，都将给人类认识植物改变生活带来很大的帮助。
植物磁信息的应用
植物在进行光合作用和养化作用过程中不但能发射电磁波，而且还能弥散出生物孤子。植物产生的生物孤子也是植物发出的电磁性质的本原信息。生物孤子不像电磁波一样以光速向外发散，而是当由植物体中弥散出后，像雾一样集聚在植物表面，由于具有一定的穿透能力，空气流动不能对该物质产生影响。
植物磁信息水机实质上是一台生物孤子加速器，它自身不会发出任何物质，仅仅是靠机械运动作用于弥散在植物或发芽种子周围的生物孤子，使之加速后轰击容器中的水，当生物孤子在水中快速运动时必然会引起水的磁性的变化。水分子具有特殊的立体结构，这对于传递、储存磁信息具有重要作用。水在处理过程中始终处于密闭的塑料容器中，生物孤子可以轻而易举地穿透一般的塑料对水进行作用。
利用绿色植物作为生物孤子的发生源的植物磁信息水机，如分体空调一样由一台饮水机和两台如同台灯状的处理器构成，每个处理器下部各有一盆绿色植物。
植物一般选用生长茂盛、容易培养和管理的大叶黄杨和生菜。大叶黄杨至少需要一年生长大小的植株，每盆可用3~5年，生菜在播种几天后待出土的两片子叶舒展后即能满足使用，每次播种可使用3~4个月。
处理器和绿色植物放置于窗台或窗外，处理器和饮水机之间有两根软管相连。饮水机上有四个水龙头，两个分别与处理器连接，一个与饮水机内部的加热器连接，剩下的一个直接与纯净水相连。
用户可通过四个水龙头选择具有两种不同性能的水和凉、热水。只要保证绿色植物良好生长，就能源源不断地产生出具有植物磁性信息的水。每台植物磁信息水机(杯)配备多个性质差异的加速器，随时可以更换，以满足在不同季节或不同疾病使用。也可以制造成简单的杯子样式，即植物信息水杯，靠支架悬置于盆栽植物上，每次饮用完后再加些水放在架子上就行了，杯子里可加装一个简单的过滤器，可以直接使用自来水或井水。
利用发芽的种子作为生物孤子的发生源的植物磁信息水机，外观完全同一般的饮水机，使用时只需定期每次向内投放几克特定的植物种子即可，每投放一次植物种子可供使用10天左右，可适应于无光照条件的场所。