植物的呼吸

人不停地在进行呼吸。植物也同样日夜不停地进行呼吸。只因为白天有阳光,光合作用很强烈,光合作用所需要的二氧化碳,远远地超过了植物呼吸作用所能产生的二氧化碳。因此,白天植物好像只进行光合作用,吸进二氧化碳,吐出氧气。到了晚上,阳光没有了,光合作用也就停止,这时植物就只进行呼吸作用,吸进氧气,吐出二氧化碳。

然而,植物从哪儿吸气,又从哪儿吐出气呢?植物与人可不一样,它全身都是“鼻孔”,它的每一个生活着的细胞都进行呼吸:气体通过植物体上的一些小孔与薄膜而进进出出,吸进氧气,吐出二氧化碳。植物的呼吸作用,要消耗身体里的一些有机物。但是要知道,它消耗有机物不是没有意义的。植物的呼吸作用消耗有机物,实际上就是用吸进去的氧气使有机物分解,有机物分解以后,把能量释放出来,作为生长、吸收等生理活动不可缺少的动力。当然也有一部分能量,转变成热以后散失掉了。植物这种呼吸作用叫做“光呼吸”,和光合作用有密切的关系,光呼吸要消耗掉光合作用所产生的一部分有机物。有些植物的光呼吸较强,消耗的有机物就多些,有些植物的光呼吸较弱,消耗的有机物就少些,这对作物的产量有直接的关系,所以大家对植物光呼吸生理功能的研究相当重视。

植物体内的生物钟

我们知道,日历和钟表能准确地计算时间的流逝,那么生物体里是否也存在着一种类似钟表的时钟呢?200多年前,就有人用实验来寻求这个问题的答案,他们把叶片白天张开、晚间闭合的豌豆,放在与外界隔绝的黑洞里,结果看到叶片依然按节律白天张开而晚上闭合。

这有趣的实验,令人信服地说明:生物体内确实有一种能感知外界环境的周期性变化,并且调节其生理活动的“时钟”,这种时钟,人们把它叫做“生物钟”。那么生物钟是否也能像钟表一样可以对时、拨动和调整呢?科学家用实验做出了肯定的回答。他们颠倒了白天张开、晚上闭合的三叶草的光照规律,就是白天把它放在人造夜晚中:夜晚把它放在光照下,经过多次的摆布后,叶片的张合就和自然昼夜颠倒了,这说明生物钟的指针已经被拨动,但是,当把它再放在自然昼夜中的时候,原来的节律又很快地恢复,钟又调正校对过来了。

不同的生物有不同的生物钟,植物体内的光敏素就是控制植物昼夜节律或者开花时间的生物钟。生物钟的机制远比当代最精巧的钟表复杂,但是其中的奥秘到现在还没有完全被揭开。对生物钟的研究,对工业、农业和医疗甚至国防,都有重大的实际意义。例如植物在一天中吸收不同的无机离子的时间各不相同,如果掌握了这个“进食时间表”,就可以用最少的肥料达到最好的增产效果;心脏病人对洋地黄的敏感性在凌晨4点钟的时候,大于平时的40倍,这对掌握用药时间,大有益处;癌细胞的分裂有其分裂周期,如果对它分裂的规律了如指掌,那么对癌纽胞的恶性生长就制之有术了。

随着科学的发展,对生物钟的研究,必将在人类生活中产生深远的影响。

奇妙的植物激素

动物的体内有多种激素,调节着动物的生长发育,有着十分重要的作用,那么植物体内有没有激素呢?回答是肯定的。

天然的植物激素并不多,据统计,700万株玉米幼苗所分泌的植物激素,也只有针尖大的地方。但就是这极微小的激素,对植物的生长起着不可估量的作用。屋子里的花草,会自动转向有光的地方,向日葵紧紧跟随着太阳,这些都是生长激素的作用。树的树冠,上尖下粗,这也是生长素的作用。顶端芽的生长素能抑制侧枝的生长,越靠下,顶端芽的抑制作用则越小,所以树冠就成了上小下大。知道了这一点,农民把棉株的尖端剪掉,侧枝增多,就有可能收获更多的棉花。绿化篱的顶芽被剪掉,于是它就不再长高,侧向发展,变得很厚,绿化效果就更好了。生长素还能促进果实的生长。人们把没有授粉的苹果、桃、西瓜等注入生长素,就可以吃上无籽的果实了。大量的水果如果被装在一个容器里,就很容易变熟,甚至变坏,这是一种叫乙烯的植物激素在“作怪”,一个成熟果实,常常会促使整袋整箱水果变熟。如果你无意中买来生水果,也不必着急,放入一个熟果实,几天后就全熟了。还有一种激素叫脱落酸,它能促进植物的衰老。在冬天里,脱落酸使植物叶子落光,进人休眠状态,看来,脱落酸也有一定的积极作用。植物的激素,对植物的生长可是不容忽视啊。

植物的“特异感觉”

随着科技的进步,越来越多的发现证明植物是一种极其复杂的“活机体”。它们也可能得“感冒”、“消化不良”、“皮肤病”、“传染病”甚至“癌症”。植物还具有模仿能力。为了在传粉期间吸引昆虫前来传粉,有的植物会散发出一种尸臭味,诱使苍蝇、甲虫等前来产卵,借机传粉,可在平时,植物则根本没有这种气味。植物的模仿也证明了植物存在“嗅觉”。植物具有感觉。尽管工作原理不同,但是植物的感觉还是敏锐的,有的植物为了避免长时间光照造成的伤害,能使自己“休克”,或者疲倦地睡着了。

同动物一样,植物也是自然发展的产物,尽管存在的形式不同,它们毕竟来自同一祖先——活细胞,因此植物具有疼痛感。当折断植物的枝、叶时,测定的电位差出现电压跃变,就好像受难哑巴的哀哭。如果能用镇静剂处理伤口,植物居然神奇地安静下来。植物运动也千姿百态,像合欢树叶的开合、含羞草叶的闭合、还有会跳舞的“舞草”,都给人美妙的感觉。另外,几乎所有的植物都可对磁场的微妙变化做出反应,有一种植物的叶子可指向四个标准方向。同是生物,我们没有什么理由去虐待美好的桔物啊!

植物的“喜怒哀乐"

科学家们经过研究发现,植物有类似“喜、怒、哀、乐”的现象。

“喜”——美国有两名大学生,给生长在两间屋里的西葫芦旁各摆了一台录音机,分别给他们播放激烈的摇滚乐和优雅的古曲音乐。8个星期后,“听”古典音乐的西葫芦的藤蔓朝着录音机方向爬去,其中一株甚至把枝条缠绕在录音机上;而“听”摇滚乐的西葫芦的藤蔓却背向录音机的方向爬去,似乎在竭力躲避嘈杂的声音。你可以通过这个实验明显看出,植物对轻柔的古典音乐有良好的反应。

“怒”——美国测谎器专家巴克斯特进行了一次有趣的实验:他先将两棵植物并排放在同一间屋内,然后找来六名戴着面罩,服装一样的人,他让其中一人当着一棵植物的面将另一棵植物毁坏。由于“罪犯”被面罩遮挡,所以,无论其他人还是巴克斯特本人,都无法分清谁是“罪犯”。然后,‘这6人在那株幸存的植物跟前一一走过。当真正的“罪犯”走到跟前时,这棵植物通过连接在它上面的仪器,在记录纸上留下了极为强烈的信号指示,似乎在高喊“他就是凶手!”可以说植物的这种反应,与人类的愤怒有些类似吧。

“哀”——巴克斯特还做了另外一个实验,他把测谎器的电极接在一棵龙血树的一片叶子上,将另外一片叶子浸入一杯烫咖啡中,仪器记录反映不强烈。接着,他决定用火烧这片叶子。他刚一点燃火苗,记录纸上立刻出现强烈的信号反应,似乎在哭诉:“请你放过这片叶子吧,它已经被烫得很难受了,你怎么忍心再烧它呢?”苏联一些生物学家也作过类似的实验:把植物的根部放人热水后,仪器里立即传出植物绝望的“呼叫声”。

“乐”——日本一些生物学家用仪器与植物“通话”获得成功,当他们向植物“倾诉”“爱慕”之情时,植物会通过仪器发出节奏明快、调子和谐的信号,像唱歌一样动听。印度有一个生物学家,让人在花园里每天对凤仙花弹奏25分钟优美的“拉加”乐曲,连续15周不间断。他发现“听”过乐曲的凤仙花的叶子平均比一般花的叶子多长了70%,花的平均高度也增长了20%。现代科学技术的发展,不断给人们提出一些新的课题,比如上面讲到的有关植物的类似“感情”的现象应当如何来解释呢?按我们已有的知识仅仅能将这类现象归结于植物的应激性,但要说明各种现象的机理,恐怕还需要后人不断地探索。

植物的“自卫”本领

植物没有神经系统,也没有意识,如果受到其他外来物的侵扰,怎么能进行“自卫”呢?可是,科学家们却发现了一些耐人寻味的现象。 。

1981年美国东北部的1000万亩橡树受到午毒蛾的大肆“掠夺”,叶子被咬食一空。可是奇怪的是,第二年,橡树又恢复了勃勃生机,长满了浓密的叶子,而午毒蛾也不见了踪影。

森林科学家十分惊奇:没有对橡树施用灭虫剂和采取任何补救措施,而作为极难防治的午毒蛾又是如何消失的呢?科学家们采摘了橡树叶进行化学分析发现:叶中的鞣酸成分已明显增多,而这种鞣酸物质如被午毒蛾咬食之后,能与其体内的蛋白质相结合,使得害虫很难进行消化,于是午毒蛾变得行动迟缓,渐渐死去或被鸟类啄吃。

这个事件说明橡树看来也有“自卫”能力。

在美国的阿拉斯加原始森林中,野兔曾泛滥成灾,.它们过多地食用植物根系,啃吃草木,大大破坏了森林植被。正当人们费尽心思而效果甚微,感到束手无策之时,他们惊喜地发现,许多野兔生病、拉肚子而大量死亡。这又是怎么一回事呢?科学家们经过研究发现:森林中曾被野兔咬得不成样子的草木,在长出的新芽、叶子中竟不约而同地产生了一种化学物质——萜烯,使野免在咬食之后生病、死亡,数量急剧减少,从而保护了森林。这是不是也在证明植物的“自卫”能力呢?

英国植物学家对白桦树进行观察,竞发现,白桦树在被害虫咬食后,树叶中的酚含量会大增,而昆虫是不爱吃这种含酚大而营养低的叶子的。不仅白桦树如此,枫树、柳树也有如此本领。不过在害虫离去之后,树叶中的酚含量又会减少而恢复到原来的水平,这是否又证明了植物的“自卫”能力呢?

美国科学家还发现,柳树、槭树在受到害虫的危害后,还能产生一种挥发性物质“通报敌情”,使其他树木也产生抵抗物质。

植物的“自卫”还有“绝招”,那就是产生类似于激素的物质,使害虫在吞吃后能丧失繁殖能力。由此可以看出,植物似乎确有一种“自卫”能力,看来人类的确要保护植物,没准哪一天惹怒了它们,也要遭受报复的。

没有硝烟的生死大战

植物界姹紫嫣红,似乎总是那么和平、宁静。其实,在它们内部,也有着激烈的生死大战。有人种植了铃兰和丁香,不久花儿盛开了,可是他很快发现,丁香早早地夭折枯萎了,而铃兰却依旧美丽芬芳。他又在铃兰旁放置了一盆水仙花,可是没过几天,铃兰和水仙也都萎缩,慢慢地死去了。

难道它们中有着深仇大恨不成?其实,这就是植物之间的竞争。在农田里,如果高大的玉米和高梁遇上又矮又丑的苦苣菜,也只有甘拜下风,因为苦苣菜根部分的分泌物能抑制它们的生长,弄不好还会把它们慢慢毒死。小小的芥菜也能把高大的蓖麻打得狼狈不堪,不过如果遇上卷心莱,双方的日子就都不好过了。

芹菜是个挑剔的家伙,跟菜豆、甘蓝,它都不愿打交道。番茄、黄瓜、南瓜、茴香这类蔬菜,则是马铃薯的大敌。而豌豆、冬油菜和莴苣则不愿与洋葱、韭菜为伍,否则它们会互相排挤,谁也过不好。

在果园里,同样进行着看不见“硝烟”,但是却激烈异常的生死大战。杨树能控制葡萄的生长;而榆树更为“狠毒”,能杀死自己周围几米内的所有葡萄;甘蓝和胡萝卜也是葡萄的天敌;苹果树和胡桃树也是誓不两立的仇人,胡桃叶的分泌物随雨水进入土壤,让苹果的根吸收到,就会使苹果生长缓慢。

森林里也在进行着明争暗斗。接骨木是林中一“霸”,能排挤松树和白叶钻天杨,扩大地盘。高大的栎树是个“小心眼儿”,和比自己矮的榆树不仅说不上话,还赌气地背过身,其实也难怪,和榆树在一起,栎树就会发育不良了。

植物界的这种争斗,其实也不过是为了争夺水分、养料、空间和阳光,在竞争中,植物纷纷巧妙地利用了化学物质。为了生存,植物界的斗争也是很“残忍”的,可人类效仿植物研制化学武器,又是为了什么?这是否违背了植物的初衷呢?看似平静的植物界,真的不平静!

植物“选择”自己的“媒人”

昆虫对植物花朵的颜色是有“选择”的。比如,蜜蜂就“不太喜次”黄色,而“喜欢”红色和蓝色。更有趣的是,有些植物的花朵还“选择”昆虫,例如金鱼草,它的花朵平时闭合着,等到它所“喜欢”的一种小蜂飞来时,花儿立即开放了。别的昆虫来“扣门”,它理也不理。还有待宵草,它的花儿到夜间才张开笑脸,这时候,有一种白天躲在阴暗地方的小蛾,就会飞来“帮”它传授花粉。夜间开放的花朵,大多是白色或黄色的,否则,在黑夜中就不容易被昆虫发现。

在植物中,有许多花是由特定的虫类做“媒人”的。它们在长期的生活中,与某一种昆虫形成特定的关系。如果没有这种昆虫,那些花就不能结果;如果失去了那些花,这一种昆虫也就难以生存。比如,从英国移植到新西兰去的红三叶草,虽然能存活下来并且能开花,但是那里没有替它传送花粉的丸花蜂,所以不能结果。后来,人们把丸花蜂也运到了新西兰,红三叶草才有了种子。又如丝兰,给它传送花粉的是一种蛾,就叫丝兰蛾,如果没有这种丝兰蛾,丝兰的花就不能结籽,而这种蛾除了生活在丝兰里,别的地方都不适合它生存,所以丝兰一枯萎,丝兰蛾也就死亡了。

南美洲有一种叫罗里杜拉的捕蝇树,专由蜘蛛给它传送花粉。这种树的枝叶能发出强烈的香味,叶子能分泌出胶质的**,蝇子嗅到树的香味后,纷纷从四面八方飞来,一来就被粘在了叶子上。不过罗里杜拉自己并不吃蝇子,它是“捕”来给蜘蛛吃的,作为蜘蛛给它传送花粉的“报酬”。

也有些花对小虫一点也不客气,简直是“强迫”小虫为它们传送花粉。例如,萝摩类的花,昆虫一飞到花上就会陷入花冠深处,等它拚命挣扎出来的时候,它的脚上已经粘满了花粉。马兜铃类的花更厉害了,它们的花像个小瓶子,雌蕊和雄蕊都生长在瓶子底部,雌蕊比雄蕊成熟得早。瓶子里有蜜汁,瓶口生满了毛,昆虫在瓶口嗅到了又香又甜的蜜,就会渐渐地从瓶口爬进瓶子里,但是进去以后再出来就不那么容易了,因为瓶口的毛都是尖儿向下的。这时候,贪吃的小虫“着急”了,便在瓶内乱撞乱蹦,这么一来便把别处带来的花粉粘到了雌蕊上,雌蕊受精以后,花还不把小昆虫放走,一直要等两三天以后,雄蕊成熟了,粘了小虫一身的花粉,这才把瓶口打开,让昆虫逃出去。这些昆虫一会儿就将这段“关紧闭”·的经历“忘记”了,又钻进另一朵花里去吃蜜,结果又被关住了,在被“囚禁”的情况下继续完成它的历史使命。

年轮里的科学

年轮,年轮,一年一轮,年年有轮。它记录了树木度过的多少春秋的脚印:它反映了树木跟大自然进行搏斗的艰难历程;它告诉你树木经历的气候变化;它向你汇报了太阳黑子活动的规律;它又向你报告了大气污染的状况。年轮是部天书,它告诉你历年气年候变化的情况和规律。年轮的宽窄疏密,不仅反映了树木生长的速度,木材的年生长量和质地优劣,而且记录了气候变化的情况。气候温和,年轮则宽疏均匀;气候持续高温‘,年轮就特别宽疏;气候寒冷,年轮则狭窄;气候特别寒冷,年轮更为窄密。

通过对年轮的分析,可以获得几百年甚至几千年的气候变迁规律,依据它可以预测未来气候的变化,作长期的气候预报。如对西藏高原树木年轮的分析,初步知道在本世纪西藏有过两次大的降温,20世纪20年代前后,西藏降雨量特别丰富,以后又显著下降,目前又稍有增加的情况。

通过对年轮的分析,还可以初步掌握气候变化的规律和变化周期,大约200年为一周期,110年、92年、72年、33年为不等的小周期变化。年轮真是一部天书。年轮汇报了太阳黑子活动的规律。当太阳出现黑子群时,对气候的影响很大,可以使无线电波中断,可以使气候无常,并常常有暴雨或飓风出现。这都说明太阳黑子活动剧烈增强,辐射出的光和热比平时更多。树木受其影响,生长特别快,年轮就宽。我们可以从年轮宽窄的变化中推测太阳黑子活动周期为约11年1次。

年轮又向你报告了大气污染的状况。当大气受到污染时,年轮里就贮藏了污染的物质。如在开采各种贵重金属矿床时,在大气中就飞扬着这种金属的尘埃,被树叶吸收了,落到土壤中也被树根吸收了。有的金属冶炼厂或加工场附近的大气中,飞扬着它们产生的金属尘埃,被周围树木吸收了。这些金属尘埃被树吸进去是跑不掉的,它被输送到年轮里积累起来。我们通过光谱分析,可以测知年轮里历年积累下来的重金属的含量,就可以测知该矿厂对大气污染的程度。还有,当硫化氢、氟化氢等有毒气体污染大气时,被松树、杨树、夹竹桃吸收,也会在年轮上很快留下被它腐蚀的烙印。根据烙印,人们可以测知空气污染程度。大气污染的罪证在年轮里都完整地保存了下来,它告了大气污染的状,想赖也赖不掉。

年轮里大有学问,近年来发现年轮还能为冰川学、水文学、地球物理学等方面的研究提供可靠的科学资料呢。

植物欣赏音乐

植物除了对营养物质的需求以外,也有对“精神生活”的“需求”。

加拿大安大略省有个农民,做过一个有趣的实验,他在小麦试验地里播放巴赫的小提琴奏鸣曲,结果“听”过乐曲的那块实验地获得了丰产,它的小麦产量比其他实验地产量增加66%,而且麦粒又大又重。20世纪50年代末,美国伊利诺州有个叫乔·史密斯的农学家在温室里种下了玉米和大豆,同时控制温度、湿度、施肥量等各种条件,随后他在温室里放上录音机,24小时连续播放著名的《蓝色狂想曲》。不久,他惊讶地发现,“昕”过乐曲的籽苗比其他未“听”乐曲的籽苗提前两个星期萌发,而且前者的茎干要粗壮得多。史密斯感到很出乎意料。后来,他继续对一片杂交玉米的试验地播放经典和半经典的乐曲,一直从播种到收获都未间断。结果又完全出乎意料,这块试验地比同样大小的未“听”过音乐的试验地,竟多收了700多千克玉米。他还惊喜地看到,“收听”音乐长大的玉米长得更快,颗粒大小匀称,并且成熟得更早。

如果能在农田里播放轻音乐,就可以促进植物的成长而获得大丰收,这似乎不是遥远的事情了。美国密尔沃基市有一位养花人,当向自家温室里的花卉播放乐曲后,他惊奇地发现逭些花卉发生了明显的变化:这些栽培的花卉发芽变早了,花也开得比以前茂盛了,而且经久不衰。这些花看上去更加美丽,更加鲜艳夺目。这是一株番茄,在它的枝干上还悬着个耳塞机,靠近它可以昕到里面正传出悠扬动听的音乐。奇迹出现了,这株番茄长得又高又壮,结的果实也又多叉大,最大的一个竟有2千克。原来番茄也喜欢听音乐呢。

那么,它到底喜欢听哪种音乐呢?人们继续做实验,对一些番茄有的播放摇滚乐曲,有的播放轻音乐,结果发现,听了舒缓、轻松音乐的番茄长得更为茁壮,而听了喧闹、杂乱无章音乐的番茄则生长缓慢,甚至死去。原来番茄也有对音乐的喜好和选择。几乎所有的植物都能听懂音乐,而且在轻松的曲调中茁壮成长。甜菜、萝卜等植物都是“音乐迷”。有的国家用“听”音乐的方法培育出2,5千克重的萝卜,小伞那样大的蘑菇,27千克重的卷心菜。

科学工作者还发现,不同植物有不同的音乐“爱好”。黄瓜、南瓜“喜欢”箫声;番茄“偏爱”浪漫曲;橡胶树“喜欢”噪声。美国科学家曾对20种花卉进行了对比观察,发现噪音会使花卉的生长速度平均减慢47%,播放摇滚乐,就可能使某些植物枯萎,甚至死亡。

植物听音乐的原理是什么呢?原来那些舒缓动听的音乐声波的规则振动,使得植物体内的细胞分子也随之共振,加快了植物的新陈代谢,而使植物生长加速起来。 ‘

植物“腰身”粗细的秘密

放眼我们周围的世界,看看挺拔而直指天穹的秀丽白杨,婀娜多姿的垂柳,迎着微风频频低头的小草,让人有一种直抒胸臆的温柔感。大树之所以挺拔,小草之所以迎风不倒,是因为它们都有坚强的脊梁——茎。植物的茎大都生长在地面上,负载着繁茂的枝叶、花、果实,还要抵挡风雨侵袭,因此,植物的茎具有强大的支持、抗御的能力。因此,茎的外形,大多数呈圆柱形。但有些植物的茎却呈三角形,如莎草;方柱形,如蚕豆、薄荷;扁平柱形,如昙花、仙人掌,所以貌看植物的茎单一,实际上也是变化多端的。生长在地中海西西里岛埃特纳山边的一棵大栗树,恐怕是世界上最粗的树。它树干的周长竟有55米左右,要30多个人手拉手才能围住,树下部有大洞可供采栗人住宿或当仓库,传说它能容纳“百骑”而得名。美国加利福尼亚有一棵被叫做“世界爷”的巨杉,茎干粗大,若从树下开一个洞,可以让汽车或4个骑马的人通过,它的树桩,甚至可以当作舞台用。然而,我们常见的路边的小草,却是高不盈尺,茎细得只有几毫米。那么,茎的粗细是由什么来决定的呢?当春天来临,万物复苏,杨柳返青之时,你不妨截取一段粗细合适的杨树或柳树的茎,会很轻易地剥下树皮,你会发现剥下的树皮的内面是一薄层白色的柔韧的东西,这部分叫做树木的韧皮部。剥下树皮剩下的部分,坚硬呈白色叫木质部,占茎的大部分。你这时用手指摸摸韧皮部的内面或木质部的外面,你会发现,手指有一种滑溜溜的湿润的感觉,这是形成层,夹在韧皮部与木质部之间。形成层才是茎的粗细的决定者,因为这一层的细胞具有特别旺盛的分裂能力,少部分向外分裂的细胞形成新的韧皮部,主要是向内分裂的细胞形成新的木质部,新形成的韧皮部细胞,加在原有的韧皮部里面,新形成的木质部细胞加在原先形成的木质部外面。从茎的横切面上看,形成层就好像是一个大皮圈,木质部面积不断加大,皮圈也不断扩大外移,这样树木的直径也就随着加粗了。所以茎的粗细是由神奇的形成层决定的。那么草本植物的茎却如此之细,原因又何在呢?原来草本植物的茎中没有像树木那样的绕茎一圈的形成层,它们茎内的形成层是一束一束的,像星星一样分散在茎当中。如果你看过玉米的茎的横切面,会看到在茎中分散着一个一个的小黄点,那便是形成层所在部位,这样的茎的加粗能力就很有限了。此外,草本植物生活周期很短,大多数在一个生长季节内就结束寿命,往往在它的茎还没有来得及加粗时,生命就结束了,所以它们的茎都很细。

植物的“嘴巴”

植物也有嘴巴吗?当然,植物若没嘴巴,一颗小小的种子怎么能够长成参天大树呢?那为什么看不见呢?一个原因是植物的嘴巴非常秀气,比“樱桃小口一点点儿”还要小上千倍百倍;另一个原因是植物的嘴巴是藏在地下的,自然就难以看到了。不信?你看:1648年,比利时科学家海尔蒙特把一棵2.5千克重的柳树苗栽种到一个木桶里,桶里盛有事先称过重量的土壤。在这以后,他只用纯净的雨水浇灌树苗,为了防止灰尘落入,他还专门制作了桶盖。5年过去了,柳树逐渐长大了。经过称重,他吃惊地发现,柳树的重量增加了80多千克,土壤也减少了不到100克。那么减少的100克土壤到哪里去了呢?显然是被植物体给“吃”掉用于自身的生长了。

生活在土壤中的是植物体的根,植物体是靠根来“吃东西”的,那么主要是靠根的哪部分来“吃”的呢?植物是靠根毛区的根毛来“吃东西”的。根毛是根毛区的外层细胞即表皮细胞产生的一种特殊结构,是由幼根尖端的表皮细胞向外突起产生的。根毛样子像什么呢?把它放在显微镜下看看,简直像从细胞外壁伸出来的外端封闭的瓶子。根毛的长度由0.15毫米到1厘米不等,直径为百分之几毫米。在形成根毛的吸收表皮上,布满一层胶粘的物质,能把根毛和土壤胶粘在一起,这是因为许多植物的根毛壁都含有一种胶质,所以若是把一株苗从土壤中拔出来,常常会看到被根毛紧紧缠绕住的土块。

那么,植物的根上有多少根毛呢?多极了,每平方毫米上都有数百条根毛,有的能达到2000多条。每一条根毛就相当于一张“嘴”,这张“嘴”长得奇特,因而“吃”起东西来也特别。一般来说,一株玉米从出苗到结实所消耗的水分,要在200千克以上;要生产1吨小麦籽粒,植株需要1000多吨水,那么水是怎样进入到植株体内的呢?植物体是靠根,准确地说是靠根毛,像吸管一样吮吸土壤里的水,但是这与婴儿吮吸母奶可不大一样,因为婴儿吮吸的力量来自婴儿本身,根毛吮吸的动力来自两方面:当根内细胞液的浓度与土壤里水的浓度有差值,而且是细胞液的浓度必须大于土壤溶液浓度时,根毛才能顺利地把水吸收到细胞内,进入植物体,否则将出现相反的情况。植物体在获得水分的同时,也获得了溶解在水中的无机盐和有机物,保证植物生命活动的需要。

看,奇特的“嘴”的吃法当然也是与众不同的,它靠的是浓度差的力量或者说是根压的力量,把水吸入到体内的。

秋风扫落叶的秘密

一夜秋风,遍地黄叶,人们便会平添几分惆怅。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她的笑脸。

如果说此刻的叶子尚处于旺盛生长的青年期的话,那仲夏的树叶便已到了壮年期,她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,叶子经过了她的青壮年以后,便开始步人暗淡的老年,开始衰老死亡了。

早在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。随着研究工作的逐步深入,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——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小,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,了却了叶落归根的夙愿。

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,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,等待树木的除了死亡,还会有什么呢?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,缩短光照时间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,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,是减少蒸腾,保全生命,准备安全过冬的一种本领。

种子的寿命

种子具有寿命,但不同的种子,寿命长短差别很大。新中国建立之初,我国科学工作者在辽宁省普兰店泡子屯附近的泥炭层中,挖出了一些莲子。这一带多年以来就没有人种过荷花,怎么会挖出了莲子呢?经过鉴定,证明这些莲子在地层中已经“沉睡”大约1000多年了,竟是唐、宋时代的莲子。人们感兴趣的是,这些古莲子还能不能发芽?1951年,人们把古莲种子种了下去。1953年夏季,它们不但萌发了片片碧绿的嫩叶,居然还开出了粉红色的艳丽的荷花。日本的大贺博士在千叶县的低洼沼泽地下发现了沉睡了2000多年的莲子,播种后,也发芽开花结果了,可谓是种子中的老寿星。然而在南美洲阿根廷的一个山洞里发现的3000多年前的一种苋菜种子仍傈持着生命力,不得不更让人称奇。最让人觉得不可思议的是1967年加拿大报道的在北美洲北极育肯河冻土层的旅鼠洞中发现的20多粒北极丽扇豆种子,经C14同位素测定,它的寿命至少已有1万年,播种后有6粒种子发芽长成了植株,这是目前所知寿命最长的种子。多年来,人们都认为世界上寿命最短的种子是沙漠中的梭梭种子,它的种皮极薄,极易发芽成苗,兰花种子的寿命也只有几个小时,杨树和柳树的种子的寿命毫只有10多天。

为什么种子的寿命有长有短?关键的问题在哪里7原来种子的寿命关键是要使种子的胚保持生命力。种子的萌发只要满足胚对水分、空气、适宜温度等条件的需要就能实现。经科学家研究,种子外表的蜡质和厚厚的角质层都能使种子具备不透性而难以萌发,而长寿种子更是具备不易透水、不易透气的坚硬、致密的种皮。据研究,豆科植物种子寿命较长的原因很可能就是具备不透性的原因。在豆科植物种子的种皮中,存在种皮栅栏细胞角质层,莲子外面的果皮是坚硬的硬壳,里面存在着一种叫马氏细胞明线的物质引起不透性,再加上致密的细胞壁,更不易透水透气。种子的胚得不到充足的水分和氧气,生理活动微弱,就处于休眠状态而成为长寿种子,一旦种皮破坏,胚得到萌发条件就会打破休眠状态而萌动。

有人认为影响种子寿命的最主要的因素有两个,一个是种子的含水量,一个是种子的温度。含水量与温度降低则会延长种子的寿命。人们在实践中也发现调节短命种子的贮藏温度和湿度,寿命会相对延长,例如只有几小时生命力的梭梭种子,若在适宜条件下能保持1~2年的发芽力,带翅种子贮存7个月后才失去生命力。由此可见,所谓“短命种子”只是贮存条件的不适宜而造成的,合适的贮存条件可延长种子的寿命,这在农业和林业生产上都具有重要意义。

种子的传播

植物为了传种接代,在数亿年漫长的生长过程中,各自练就了一套传播种子的过硬本领。植物的果实种子成熟后,有的自然落在母株周围萌芽生长;有些却远走高飞,做远程旅行,以扩大其种族领域。但它们既无能够奔跑的腿脚,又无像鸟类飞行的翅膀,何以会做远程的“旅行”呢?我们说,生物总是按“适者生存”的自然法则来生存和发展的,它们具有适应远程旅行的不同形态和结构。

你可能认识指甲花(又称凤仙花)吧,它的花可染红指甲,其果实呈椭圆形,成熟后只要碰它一下,它就会“怒不可遏”:5片果瓣即刻裂开,并急剧向内弯卷收缩,将种子向四面八方弹出,远达1米以上。因此,指甲花的种子有“急性子”(中药名)之称。还有一种热带地区的沼泽草木樨,也是名副其实的“炮兵”植物,其果实成熟时骤然裂开,声响如炮,同时射出种子,有效射程达15米。有一种喷瓜,果形与黄瓜相似,因为它具有疯狂的袭击能力,所以又叫它“疯黄瓜”。其果实成熟时就变成粘性**,给果皮以巨大的压力,一旦遇到外力碰撞或果熟脱落时,果皮就突然开裂,粘液和种子一齐喷出,射程可达6米。

蒲公英、一品红等,它们的果实又轻又小,头顶长着许多毛,只要一阵轻风吹拂,就可腾空而起,展翅翱翔。而像柳树等植物,则借种子上许多细毛的浮力飘舞于空中,一到三四月问春风送暖之际,大街小巷便到处纷纷扬扬,飘下许多的柳絮“伞兵”。还有松树、榆树、臭椿等的种子,则以它们特有的翅膀,乘风展翅高飞,远航至异乡落户。伴鸟飞天的种子非常多,如稗草、榕树、桑寄生等都是。它们的种子都有很坚硬的种皮保护着,并分泌出许多粘液附着在种皮上,一旦飞鸟啄吃这些种子后,种子就滑进了鸟的腹肚中,就像乘坐民航飞机一样,旅行到很远很远的地方去。随着鸟粪的落地,它们的旅行才告结束。还有许多像莲等植物的种子,是靠在水中流动,随波逐流的方法传播种子,繁殖后代的。此外,还有许多植物的种子上面生有不少的钩、刺等,借此来搭乘在其他物体上进行传播。如苍耳把它种子上的钩刺钩挂在动物的毛皮或人的衣物上,借以远距离地散布种子。鬼针草的弟兄们则是以果顶上的倒生刺毛,倒挂在衣物上来传播的。所以,不管人或动物,只要掠过它们的旁边,它们就会用毛、刺、钩、针等特有的旅行搭乘器,钩刺在过路者的毛发或衣物上,作免费旅行。各种外形美丽,味道香甜的水果,如桃、梨、苹果、葡萄等,也有各种鸟兽自愿为它们担当传播种子的任务。这些水果虽然牺牲了甜美的果肉,却达到了传播种子的目的。人们的运输活动和吃果后随地乱抛种子等,实际上也都帮助了种子的传播。

植物也会睡觉

人需要睡觉,动物也需要睡觉,这是大家感到极平常的事,但说到植物需要睡觉,一定会有人觉得稀奇了。然而这确是事实。在野外,只要你留心地观察,就可以看到一种开着紫色小花,长有三片小叶的红三叶草(也叫红花苜蓿),在白天有阳光的时候,三片小叶尽情地舒展着,一到夜色笼罩大地的时候,那小叶就会闭合在一起,垂下头来,这就是它入睡的状态。在公园里,你也会经常看到很多高大的合欢树,它那像羽毛形状的叶子,在阳光的照耀下显得郁郁葱葱,但一到傍晚,又成对成双地折合在一起,睡起大觉来了。还有许多植物,如羊角豆、含羞草、落花生的叶子也都有这种现象。

不仅植物的叶子要睡觉,那美丽的花也同样要睡眠。像睡莲花,每当太阳升起的时候,它那美丽的花瓣就慢慢地张开了,仿佛已从酣睡中醒来;而当太阳降落到西边时,它又合拢花瓣,进人梦乡。所以人们叫它为“睡莲”。那么,有没有白天睡觉而晚上开放的花呢?有。晚香玉的花,不但在晚上盛开,而且还格外芬芳。有一种蔬菜,它也是白天睡觉,晚上开花,所以人们又把它叫做“夜丹花”。更有趣的是,花儿睡眠的姿态是各种各样的。胡萝卜的花,垂下头来,好像一个正在打瞌睡的小老头;蒲公英的花,睡眠时,把所有的花瓣都向上竖起来闭合,看上去又像一个黄颜色的鸡毛掸。

千差万别的根

不同植物的根,形态不一样。不知你见过大豆、棉花、苜蓿的根没有?它们的中间有一条又粗又大又长又直的根,称主根,很容易找到,在它上面又长出有许多权权。主根是种子萌发时,首先冲破种皮伸出来的白嫩的胚根发育成的,也就是说,现在菜市场上随处可见的黄豆芽、绿豆芽,把其埋在土壤中继续生长发育,就能形成黄豆或绿豆植株的主根,上面的权权叫做侧根。

像这类能分出主次的根叫直系根。但是玉米、小麦、水稻的根就很难分出主次根来,看起来像白胡子老头的一蓬胡须,粗细、长短相差不多,这样的根是怎么形成的呢?原来这类植物的种子萌发时,胚根很早就枯萎,只发育出大丛的须根,其实是从茎的基部产生出的不定根。这类根叫须根系。

还有一些植物的根,是变态根,跟上面的两类根完全不一样,功能也起了变化,例如各种萝卜,它们本身就是植物的主根,这种主根变得多肉、肥大,里面贮藏了大量的水分和营养。萝卜的营养非常丰富,被誉为“小人参”。秋海棠的叶子插进土壤里就会长出根来。像这种从枝或叶上长出的根叫不定根。它不是从主根或侧根上生出的根。常言说:“独木不成林”。独木真的不能成林吗?西双版纳森林里的大榕树,树冠非常庞大,枝干向下生出许多不定根垂到地面,入土后逐渐发育成枝干那样粗的支持根,支持着那庞大的树冠。其中有孟加拉,其支持根支持的树干可覆盖15亩左右的土地。这是多么奇特的“独木成林”自然景观啊。

还有一种根和土壤中的微生物生活在一起,那是长根瘤的根和菌根。有一种植物很特殊,它吸附在其他植物体上,吸收别的植物养料,像兔丛子,它没有叶,它的茎顶尖旋转缠绕到其他植物体上,它的茎上面长出一个小“疖”,刺到别的植物体的茎或叶中,掠夺别的植物的营养和水分,导致别种植物的死亡,真是软刀子杀“人”不见“血”。这个小“疖”称假根,是一种寄生根。

纤纤弱弱的植物根,生长在坚实大地的怀抱之中,令人不可思议,柔软的根是怎样钻到土地里面去的呢?原来根在自己的头上(根尖)戴了一顶“帽子”,当然是细胞做成的,叫根冠,帽子里面是有增生新细胞能力的总部,叫做分生组织,总部的细胞迅速分裂,细胞数目急剧增多。这样根渐渐生长,不断在土壤内深入。在根的生长过程中,根冠始终作为根的“开路先锋”,保护着幼嫩的新生的细胞。由于在前进中,沙石土粒的碰撞,使根冠不断被磨损,不断地剥落,根冠一直分泌黏液,使土壤变得润滑,便于根的延伸。与此同时,分生组织又随时派遣一部分细胞制造出新的“帽子”——根冠,代替剥落、磨损了的根冠,严密地保护着分生总部,真可谓“前仆后继,勇往直前”。

这个推动根前进的动力区(分生组织)并不大,它始终是根冠后面的薄薄一层,总共才有2—3毫米。根生长的第二个力量,是在根分生组织后面的延长部,又叫伸长区,这部位细胞最初呈球形,后来渐渐伸长成圆柱状。细胞共同伸长的力量很大,它们共同形成的撑力迅速增长了根的长度。伸长区之后是根毛区,这部分细胞渐渐分化成不同形态和功能的细胞,然后各司其职,各行其是,这种变化也起到延长根的效果,成为推动根深入土壤的第三个力量。根的分生组织、伸长区、根毛区的细胞分裂、细胞延长的力量便是不可阻挡的生命力量,就是这种力量使纤弱的根克服硬土的阻挡,而伸展于大地之中。

繁忙的茎

当我们在林中悠闲地散步或者风驰电掣般地穿行公路时,静静地矗立在旁边的树体内也在忙碌地进行着各种活动:从根部吸收的水分及其无机盐要运送到叶部;叶部光合作用产生的有机物也要运送到根部和植物体的其他部位。那么连接根与叶的是茎,物质在茎内是通过什么进行运输的呢?我们把一条带叶的杨树枝放在水里切断,然后迅速地移到滴有几滴红墨水的水里,在阳光照射下几个小时之后,再把枝条横向切断,这时观察一下断面,我们会看到断面上有殷红的斑点,再把枝条纵向剖开,会看到茎的剖面上有一条红色细纹。这红色的细纹是植物体内水分的运输路径,这条路由根部开始,经过茎,再一直通过叶脉到达叶子各部分。在叶子里就是看得见的纵横交错的叶脉。如果我们很细心的话,注意一下周围的树木,会惊奇地发现,有的树木的枝条由于树皮被破坏了一圈,在失去树皮的上方形成瘤状物,枝条的下部时间一久便枯死了。原来在植物的茎内有两条“公路”:一条在韧皮部,是由一串串筛管上下连接而成的,它的运输方向是由上往下,即把叶子制造的营养物质运输到根部或其他部位,另一条路线在木质部,它是由叫做导管的细胞上下连接而成,它的运输路线是由下往上运输,也就是说,把根部吸收的水分和无机盐运送到叶部等。

组成导管的导管细胞由于细胞核、细胞质和横壁都消失了,上下彼此连接形成中空的长管,水分在里面可以畅流无阻,加上叶部蒸腾拉力作用和水分子之间的吸引力,水和无机盐可以源源不断地向上运输到植物体的各个部分,可真是与俗语“水往低处流”成了反照。水在导管中的输导速度是很快的,速度最快的为每小时45米,最慢的每小时也有5米,一棵草5—20分钟就能把水输导到顶端,高达几十米甚至上百米的树木,茎的输水能力就更大了。

有人统计过,落叶树1平方厘米的木质横切面上,1小时可通过水量20立方厘米。运输有机物的筛管由于横壁仍然存在,但横壁上出现很多的孔,通过孔上下筛管连通形成有很多“关口”的公路,运输速度也是很快的,大约每小时0.7—1.1米。叶制造的有机物30—60分钟就可运送到根部。所以植物体内的两条‘‘公路”是很繁忙的,运输量也是很巨大的。

自然界庞大的生产者——绿叶

有人计算过,一个人活60岁,大约要吃进2万斤糖类,3200多斤蛋白质、200斤脂肪,这些食物从何而来呢?食物直接和间接来自绿色植物的光合作用。

全球绿色植物进行光合作用,一年能制造的有机物达4000多亿吨,除了供给人类食用外,还能供一些工厂作原料。绿叶在制造有机物的同时,把光能转化成化学能贮藏在有机物里,每年绿叶的光合作用贮藏的能量相当于24万个三门峡水电站每年发出的电量,为人类在工农业、日常生活所需能量的100倍。

目前最好的光电池的转换效率也只有15%一16%,而绿色植物的光合作用的转换效率一般达35%-75%,可见绿色植物充分利用太阳能甚至比原子核能效率还要高。绿色植物光合作用也是制造氧气的生产者。经过计算,1天中,人要呼吸近2万次才能正常生活,一个人1昼夜要吸人体内的氧气,其体积相当于6寸高的篮球场那么大。全世界约有50多亿人,再加上其他生物呼吸需要的氧气,数量是相当可观的。

另外,人在吸进氧气的同时还要向外呼出二氧化碳,1个人1年能呼出约300千克的二氧化碳,全世界50多亿人要呼出亿吨以上的二氧化碳,再加上煤、石油的燃烧,以及细菌、真菌在自然界的作用下放出的二氧化碳,足够地球上绿色植物的光合作用的需要。据统计,每年地球上的绿色植物放出的氧气达1000多亿吨(如果自然界绿色森林有计划地采伐和栽种,自然界氧气能够达到平衡),大气中的氧气量不过200多亿吨,按现有绿色植物光合作用的速度,大气中氧的来源是够人们利用的。绿色植物的光合作用促进了大气中二氧化碳和氧气的循环,只有这样,生物才能够生存。如果每人每天吸进0.75千克的氧气,呼出0.9千克的二氧化碳,有人计算过,城市居民每人只有10平方米的绿地(草坪、树木和花卉)面积,就可以消耗每人呼出的二氧化碳,并可从绿叶中得到每天每人所需的氧气.

叶子的美学

自然界的植物,给了人类多少美感啊!扎根于高山贫瘠的土壤中和悬崖绝壁的石缝里的松树,不管严寒的狂风暴雪多么肆虐,也不管盛夏的骄阳酷暑多么张狂,它都那样坚定不移地挺立着,难怪人们称颂松树的风格:“大雪压青松,青松高且直,欲知松高洁,待到雪化时。”这是一种境界美。柔软的小草随风起舞,姿态蹁跹,给了舞蹈家无数的灵感,这是一种动态美。花儿朵朵,果实累累,一代新的生命诞生了,这种生命律动的历久不衰是人类文学艺术永恒的主题之一,这是一种至高无上的生命美。毫不夸张地说,美存在于所有的植物和植物体所有的部分。

作为营养器官的叶子也不例外,它也是美的化身。看看叶子的千姿百态吧:松叶像天女撒下的绣花针落在了枝条上;枫叶是从天上降落到人间的星辰;宽大的蓖麻叶仿佛是孙猴子千种变化、万般腾挪也冲不出去的如来佛那张开的巨掌;摘下一片荷叶护在胸前,那是古代将士们遮挡敌人剑戟的盾牌;田旋花叶是士兵们冲锋陷阵刺向敌人的长戟;剑麻叶是勇士们手中挥舞着的锐利宝剑;而慈菇伸出水面的叶则一如从水下射出的箭镞;芭蕉叶是硝烟弥漫的战场上一面面迎风招展的军旗,它们仿佛在讲述着一个沙场浴血的悲壮的故事;灯心覃叶是慈祥的母亲在灯下给即将离家远游的爱子细细密密地纳鞋底时用的锥子;银杏叶像是孤独的旅行者感到烦热郁闷时展开在手中的折扇,那上面似乎还有忘情于山水之间的隐士在就着几样粗果野蔬举杯邀明月共酌的画面;藜叶是村姑农妇在家中织布时用的长梭;甘薯叶像跳动的心,片片绿叶如写满爱情的信笺,而薯块的饱满甘甜印证着爱情的充实与甜蜜;柳叶就是在姑娘们风情万种的双眼上卧着的秀眉;小麦叶和水稻叶是捆扎包裹和随身用的带子;蒲葵叶是白胡子老爷爷给膝下的孙儿们讲述久远而古老的故事时一边呷茶一边摇动的大蒲扇;鹅掌楸叶子是私塾先生身上穿的马褂;管状的葱叶如同仙人吹奏的玉笛;有的植物叶子边缘部分深深地凹陷进去,像一把正在演奏着低回婉转的乐曲的大提琴。当然啦,许多植物的叶片是圆形、卵形、三角形的,在大自然中勾画出一幅幅简洁明快的几何图形。

再看看叶子着生的位置吧:有的一片片地单独着生在茎上,有的则成双成对出现,有的三片以上规则地排成一圈一圈,还有的紧贴着地面丛生。它们互相错开一定的角度,如120。、137。、138。、144。、180。,很少有例外。如果从空中俯视,你会惊异地发现:无论叶子大小、叶柄长短和枝条曲直,叶片都是片片镶嵌,各不重叠,互不遮挡,有时竟紧凑得天衣无缝。这样,既可以使植物受力均衡,叶子又能最大限度地接受阳光雨露。

叶的颜色虽比不上花朵的斑斓灿烂,却有它独具的一种沉稳、庄重的美。植物的叶多为绿色,它不但给人以生机勃勃又成熟安详的动静兼备的良好心理感受,而且它自己的品性分明就是这样的。从叶的身上所体现出来的生命力是那样旺盛,它给植物体提供了生长繁殖所必不可少的有机养料,而且还直接或间接地养活了我们人类与动物,可谓功不可没。可是它却那么谦和稳重,从不去张扬自己的丰功伟绩,甘当万绿丛中的一分子。只是到了秋天,在叶的生命即将结束的时候,它们才一起变了颜色,漫山遍野,红色、黄色的叶片随风飘零而下,盖满了大地,创造出一种热烈悲壮的辉煌!

植物的叶子不可计数,但它们却又各自保持着自己的个性:世界上找不出完全相同的两片树叶。这大概就是叶子的美学吧!

万紫千红的花

“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,包括红色、橙色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、蓝色都是由花青素引起的。

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,而是充满了小气泡。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,含有大量的叶黄素。

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,使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外,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。绝大部分植物和一些喜低温植物,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、月季等,当花期遇30℃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。

光照对花色的影响:多数植物喜欢在阳光下开放,缺少阳光,不仅花色差甚至开花也困难。大多数花随着开放时间的变化,花色有所改变,一般黄色的花在花谢时变为黄白色。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,最终引起色素颜色的改变。

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。

千变万化的果实

在开花植物中,能形成真正果实的植物是很多的。不过,由于各种植物果实本身结构特点的不同,果实的类型又是变化多端的。有些植物果实的中果皮肉质化,而内果皮变成分离的浆质细胞,人们称这类果实为浆果,如葡萄、番茄、柿子等。香气诱人的柑橘,被剥下的是外果皮和中果皮结合在一起的产物,果实中间分隔成瓣的为内果皮,这类果实叫做柑果。

大家熟悉的向日葵、荞麦等,它们的果皮干燥瘦小,有时还很坚硬,只有剥开它们的果皮,才能取得真正的种子,这一类果实叫瘦果。。

有些果实长有翅膀,可乘风远行,被称为翅果,如械树的种子,像栗子、榛子等植物的果实,外壳非常坚硬,里面只有一枚种子,因它非常坚硬,故而称为坚果

有的果实成熟后,果皮会自动裂开,如大豆等,被称作荚果。此外,还有一些特殊的果实,如人们食用的肉质肥大的草莓果,真正食用的部分,是由花托变化而来的。草莓果上有无数芝麻粒状的颗粒,这才是草莓真正的果实。这种果实叫聚合果。

大家熟悉的白果,是从银杏树上采下来的,刚采下时,圆鼓鼓的,有一层厚厚的肉。人们食用时,就把它外面的一层肉去掉,只剩下一个带硬壳的白果。你别看它有肉有壳,而实际上却是一个典型的冒牌果实。如果你仔细地观察一下白果的生长过程,就会发现,银杏树上看不到像样的“花”,更无法找到小瓶子状的子房,看到的只是一颗**在外面的胚珠,它可以不断地长大,最后形成白果。可见,白果不是果实,而是种子。其他像松、柏、杉等树木,它们也只能结种子,而没有真正的果实。人们称这一类植物为裸子植物。

一般来说,有果实便一定会有种子。但也有特殊例外的情况,如香蕉,就是没有种子的。

怎么会产生无籽的果实呢?原来香蕉开花后,没有经过受精,子房虽然发育长大了,但子房里的胚珠由于未受精而不能发育成种子。这种现象叫做无籽结实或单性结实。