书城科普一千个问题(下)(青少年必读书系(小学卷)(中学卷))
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第7章

另外,有人用曼陀罗的花粉培养成了一棵幼苗,用玉米、水稻、小麦、大麦和烟草等的一个植物细胞也培养成了一株植物,它们都是没有母亲的植株。科学家揭示了植物细胞的秘密以后,从植物体上取下根、茎、叶、花的任何一小部分或一粒花粉,放到试管内的无菌培养茎上,进行特殊的培育,结果竞长出完整的植株。

用这种方法可以在工厂里快速繁殖甘蔗幼苗;把人参细胞放在试管中培养,同样可以获得人参的有效成分。这种方法可以在短时间内生产出成千上万株苗木,这就是植物的“分身术”。时至今日,培养一个大森林所需要的树苗,只要用一个邮包就能从一个国家寄到另一个国家了。

植物为什么也要睡觉?

人和动物都要睡觉的,有趣的是植物也要睡觉。有的植物的叶子、花儿会昼开夜合,有的是夜开昼闭,这种现象叫做“睡眠运动”。

花儿的睡眠,时间有早有晚,有长有短。太阳花就是一个贪睡的小家伙,它在上午10点钟才刚刚醒来,绽开出五颜六色的花,可是,一过中午,它就闭合起来睡眠了。碰到阴天,它似乎很贪玩,要到傍晚才进入“梦乡”。有些花儿与众不同,白天睡大觉,夜晚时分醒来,昼夜节律颠倒了。如紫茉莉下午5时左右开花,到第二天拂晓时花闭合起来睡眠了,好像怕见太阳似的。月光下含笑开放的花还有月光花、待宵草、夜开花等,都是昼闭夜开的花。还有番红花在早春时候开花,一天之中,时而张开,时而闭合,时而又张开,醒了睡,睡了醒,醒醒睡睡,反复好几次。

植物为什么也要睡觉呢?原来,植物的睡眠是由周围环境所引起的、保护自己的一种运动。在白天和黑夜里,光线明暗差异显著,气温高低悬殊,空气湿度大小不同,在长期的自然选择过程中,植物就逐渐形成了对环境的适应。

有些植物为什么能预报天气?

许多动物有洞察天地的本领,有趣的是,有些植物也有这种奇术,甚至它们还会像气象台那样预报天气哩!在澳大利亚和新西兰生长着一种奇特的花,比我国的菊花大2~3倍。这种花的花瓣对湿度很敏感,当空气湿度增加到一定程度时,花瓣就会萎缩,把花蕊紧紧地包起来,说明不久将会下雨;而当空气湿度减少时,花瓣又会慢慢地展开,说明天气不会下雨。这种花被大家称为“报雨花”。

树木也可预报天气。在我国广西忻城县有棵青冈树,人们叫它“气象树”。它的叶子色泽会随天气变化而变化。晴天,叶子为深绿色;叶色变红,预兆将会下雨;雨过天晴,叶子又恢复到原来的深绿色。

“气象树”为什么能预报天气呢?原来气象树对气候条件反应敏感,是因为植物叶片中所含的叶绿素和花青素的比值发生了变化。在正常情况下,叶片中叶绿素含量占优势,所以呈现深绿色。在长期干旱后,即将下雨前,常有一段时间的强光闷热天气。在这种环境下,对气候变化非常敏感的青冈树的树叶中叶绿素的合成受到了抑制,而花青素的合成却加快了,并在叶片中占了优势,所以树叶由绿变红。根据经验,当树叶变红后一两天内会下大雨。雨过天晴,树叶又呈深绿色。

植物为什么能预测地震?

大家知道,大地震之前,不少动物会出现异常反应。那么,植物在地震前有没有反应呢?

我国地震学家在调查地震前植物的变化时,发现了许多值得注意的情况。例如在地震前,蒲公英在初冬季节就提前开了花;山芋藤会突然开花;还有竹子开花和柳树梢枯死等异常现象。

科学家们从植物细胞学的角度,观察和测定了地震前植物机体内的变化。他们发现,生物体的细胞犹如一个活电池,当接触生物体非对称的两个电极时,两电极之间会产生电位差,产生电流,于是,植物对外界的刺激也会在体内发生兴奋反应。科学家利用高灵敏度的记录仪,对合欢树进行生物电测量,并认真分析记录下电位变化。结果发现,合欢树能感觉到地震,并在震前两天作出反应,出现异常大的电流;余震期间,电流的活动也相应逐渐地减少。

为什么地震前植物体的生物电流会剧烈变化呢?地震前植物出现异常强大的电流,也许是因为它的根系能敏感地捕捉到地下发生的许多物理化学变化,其中包括地下水、大地电位、电流以及磁场的变化,从而导致植物也产生各方面的相应变化。

为什么山越高植物越少?

在地球上,由水里到陆地,直达5000多米的高山,都是植物的生存范围。越往高处走,植物的种类就越少。一般来说,在海拔3000米以下,植物种类最多;3000米以上,主要是些小灌木及草本植物;4000米以上,种类就很少了;5000米以上,只有极少数耐寒植物能够生长。

那么,哪些植物是攀登高山的优胜者呢?

在我国新疆境内的托木尔峰,海拔4000米高处的岩石峭壁中,生长着美丽的雪莲花,还生长着土耳其斯坦报春花和鼠面凤毛菊。在秘鲁境内的安第斯山近4000米的高处,生长着一种大王凤梨,它的花穗长达5米,据说每隔150年才开一次花。菊科植物的足迹遍布世界各地,在4200米的高山上还能见到它平贴在石砾上。

在西藏高原5800米处,有人曾发现过三指凤毛菊。在喜马拉雅山6139.65米高处,发现一种俯地生长的偃卧繁缕,是显花植物在地球上的登高冠军。为什么山越高,植物就越少呢?科学家指出,海拔高度每上升100米,温度就要降低0.5℃,因此山越高,温度就越低。在那冰天雪地、空气稀薄的环境里,一般植物无法生存,只有那些特别耐寒的植物才能适应。

为什么要种植草坪?

碧绿如茵的草坪,不仅为城市环境增添了几分秀美,使人感到清爽舒适、赏心悦目,而且在保护环境、增进我们身体健康方面还有不少好处呢。

首先,它可以净化空气,草坪能吸收二氧化碳、二氧化硫等有害气体,防止和减轻这些有害气体对人体的危害。

其次,草坪像是“吸尘器”,能吸附空气中飞扬的尘土。据测定,草坪上空空气中灰尘的浓度只有无草地的1/5。下过一场雨或浇过一次水后,叶片上韵灰尘被冲洗得干干净净,便又能进行吸尘了。

第三,草坪可以调节气温,草坪植物在生长过程中能蒸腾出大量水分,可以使草坪冬暖夏凉。夏季,当太阳直射时,柏油路面的温度为30~40℃,甚至更高,而草坪的地面温度却只有22~24℃。冬天,草坪地面的温度又比柏油路面高约4~6℃。

此外,草坪还能降低噪音,草坪与乔木、灌木搭配,可以起到良好的消声和隔声作用。草坪还有灭菌和恢复眼睛疲劳的作用。

我们不但要多种草坪,还要爱护草坪,让草坪给生活带来更多的愉快和享受。

种子为什么会发芽?

古时候,朝鲜有个国王,年纪很大了,还没有一个孩子。一天,国王拿出一袋花的种子,命令大臣把它分给全国的孩子,并且宣布说:“谁能用这种子种出最美丽的花来,谁就将是我的儿子。”七岁的小孩宋金,把一颗种子种在花盆里,他天天浇水,花盆里也没长出芽来。100天后,孩子们都捧着开满鲜花的花盆来到皇宫,国王不由得皱起眉来:“我的种子是煮熟的,不会开花结果。”最后,国王看到捧着空花盆的宋金,高兴地宣布:“宋金诚实,是我要找的儿子。”

煮熟了的种子当然不会再发芽。那一般的种子为什么能在适宜条件下便生根发芽,长大成材,这是怎么回事呢?

如果拿来一个桃核或者杏核,把它敲开,我们就能看到一颗心形的种子,撕掉那层褐色的种皮,两瓣洁白如玉的叶子便显露在眼前。原来,在种子里早就孕育着一棵幼小的植株——胚,它是由子叶、胚芽、胚轴及胚根四部分组成的。种子萌发后,胚根就向下生长长成植株的根;胚芽则向上生长,发育成枝干不11叶子。

正像人类的胎儿的形成有一个复杂的过程一样,树木的“胎儿”——胚的形成也有一个复杂的过程,正像妈妈百般爱护胎儿一样,树木对“胎儿”的护理也极为精心。如桃、杏等,它那洁白的胚外有一层坚韧的种皮,种皮外包着一层极为坚硬的内果皮,即我们平时所说的杏核。杏核外面是肥厚多汁的中果皮,即我们平时吃的果肉,果肉外面还有一层外果皮,一颗种子外面竟有四层包被。

许多种子成熟后,要经过一个休眠阶段,就像动物冬眠一样。当它醒来以后,先吸收水分,然后种子的胚吸收贮藏在胚中的营养,慢慢成长起来,生根发芽,形成幼苗,而后幼苗逐渐发育成一株成年的树木,直到开花、结实、形成新的种子,树木就是这样不停地、周而复始地进行着生命的延续。

当然,也有的树木的繁衍不靠种子,只需把它的一段根或一段茎插在土壤中就能生根发芽,长成一棵大树,甚至一片树木的叶子,一块树木的组织在适宜环境下也能培育成一棵植株。

树干为什么都是圆的?

我们能见到的树木,种类繁多,形态各异。它们的树冠、树叶、果实的形状也千变万化。但是你是否发现,它们有一个共同点,那就是几乎所有的树木的树干都是圆的。这是为什么呢?

根据几何知识,相等的形状,圆的面积比其他任何形状的面积都大。树干中导管和筛管的分布数量,圆形干比非圆形干的多。所以,圆形干输送水分和养料的能力就大,有利树木生长。同时,圆柱形的容积也最大,它具有最大的支持力。硕果累累的果树,挂上成百上千个果实,必须有强有力的树干支撑。维持树木高大的树冠的重量,同样要靠一根主干支撑,因此树干成圆柱形是最适宜的。此外,圆柱形的树干能防止外来的伤害。树木的皮层是树木输送营养物质的通道,皮层一旦中断,树木就会死亡。而树木是多年生的植物,它的一生难免要遭受到很多外来的伤害,如被动物咬伤,受到机械损伤,特别是受到自然灾害的袭击等。如果树干是方形的、扁形的或有其他棱角的,都容易受到外界伤害。圆形的树干就不同了,狂风吹打时,无论风从哪个方向来,都容易沿着圆面的切线方向掠过,可受影响的只是较小一部分,可见圆柱形是最理想的形状了。圆柱形的树干是植物长期适应自然界不断进化的结果。

怎样知道树木的年龄?

1904年,美国科学家道格拉斯拜访一家农户时,注意到院子里有个大树桩,苍黑的断面说明它曾生长多年,而且砍下也多年了。他仔细观察了那树桩的断面轮廓,发现里面有一组轮圈与外面的轮圈不一样,显得特别狭窄,这组轮圈和树皮之间有十一圈轮圈,间隔比较均匀。他想,这轮圈表明树木在不断长粗,如果一年长一圈,那么这棵树后十一年生长正常,说明那十一年天气也正常。十一年前轮圈密,说明那年气候不好。他查到资料,在1883年前,当地曾发生一次持续多年的旱灾。

于是他对农家说,这树木是1894年砍下的,农家非常吃惊,原来这树木正是十年前砍下的。树桩断面上的轮圈,就是年轮。

“年轮”,顾名思义就是树木茎干每年形成的圆圈。它可以帮助我们了解树木的年龄。树木的年轮为什么会帮助我们了解树木的年龄呢?

我们知道,树木在不同的生长季节里,生长速度是不相同的,春、夏两季最适合树木的生长,树木生长迅速,形成的木材颜色较淡,质地也比较疏松,称为早材;到了秋天,树木的生长减慢,这时形成的木材颜色较深,质地也比较紧密,称为晚材,早材和晚材合起来成为一圆环,这就是树木一年所形成的木材。照理,年轮一年只有一圈,根据树木年轮的圈数,我们就很容易知道一株树的年龄。

不过,并不是所有树木的年龄都可以用数年轮的方法来测知。热带地区的树木,由于气候季节性变化不明显,年轮往往不明显。还有一些植物如柑橘,每年能有节奏地生长三次,形成三轮,这叫假年轮,可不能把它当作三年来计算。

树木的年轮除了说明它本身的年龄之外,它还是一本无字的史书。年轮的图案能帮助我们推断古气候,了解气候的异常变化,1849年,有一支矿藏勘察队横穿美国西部时,留下了一份日记,记录了当年他们遭遇严寒和暴风雨的经过,根据当地的树木年轮,也同样证实了这一异常气候的事实。树木的年轮还默默无声地记录了本世纪美国东部的冬季比前三个世纪要湿润的事实。从树木的年轮上,还可以反映出地震、火山爆发、海啸等天灾给地球留下的痕迹等等。也许,年轮所包含的内容比我们现在所了解的还多得多。

树木都要落叶吗?

天气渐渐冷了,人们都换上厚衣服准备过冬天,大树的叶子都由绿变黄,被冷风一吹都飘落下来,一棵棵漂亮的树都变成光秃秃的,树叶都落下来了。那它又是怎样过冬呢?

大树正是因为准备过冬天才把叶子落掉,因为天气很干燥,树根喝不到像夏天那么多的水,叶子又会把水分散发掉,树根就会因为缺水而枯死,只有把叶子落掉,才能保持水分,使大树更安全地过冬。当然,并不是所有的树都在秋季落叶,我国大部分地区属于温带,落叶树是在秋季落叶,但我国南方有的地区如云南属于热带或亚热带,一年四季的温度差不多,没有寒冷的冬天,它们分旱季和湿季两个部分,三月份是旱季,因为这时雨水很少,为了能让大树安全度过旱季,叶子就要离开大树,减轻大树的负担。