书城童书宇宙探秘
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第37章 对古怪植物的探秘(2)

植物的叶子中有各种色素,最主要的是绿色的叶绿素和黄色的类胡萝卜素两大类。由于叶子中叶绿素比类胡萝卜素的含量高,所以正常叶子的叶色总是呈绿色。而有些植物的叶子常年都是红色的,这是因为其叶细胞中还含有较多红色色素如藻红素等。在秋天,由于气候条件的变化使得叶绿素被破坏或分解,数量减少,而类胡萝卜素则比较稳定,所以,叶片普遍变黄。另外,秋天温度降低,植物体内会积累较多的可溶性糖如葡萄糖,蔗糖等以适应寒冷,这有利于红色素的形成。因此。有些树木如枫树、乌桕树、槭树等的叶子,一到秋天就变得一片火红,形成“霜叶红于二月花”的奇观。着名的北京香山红叶就是这样形成的。

叶子凋落的奥秘

秋天来临时,日照渐渐变短,温度也逐渐降低。植物接受到外界环境的信号后,就开始发生一系列生理变化:蛋白质等物质的合成作用减弱,分解作用加强,光合作用和呼吸作用下降,慢慢步入衰老。植物在衰老过程中,叶柄基部会产生离层,离层约有1~3层细胞厚。在乙烯、脱落酸等激素的作用下,纤维素酶和果胶酶等活性增强,分解了离层细胞壁物质,并使它与离层细胞之间分离开来。这样,离层细胞之间的联系非常脆弱,稍加一些外力如风力,叶柄就会自然脱落。因而,多数植物在秋天会落叶。

花的谜团

不同的植物开出不同的花,其颜色、形状、大小都不相同,各种各样的花构成了五彩缤纷的植物世界。那么,花到底是由哪些部分组成的?为什么南方的花比北方的花颜色更艳丽?为什么山上山下的花不是在同一时间开放呢?

南花艳丽北花素

植物从开花到结果大多需要授粉。植物授粉有不同的方式。有些植物靠风来传粉,这些植物称为风媒传粉植物,它们的花称为风媒花。还有些植物的传粉依靠昆虫,这类植物称为虫媒传粉植物,它们的花也称为虫媒花。风媒花的花瓣一般不会很大,花瓣太大了对风吹传粉来说太累赘,所以,风媒花往往小而不艳,而虫媒花就不同了,虫媒花的花瓣一般比较大,并且十分艳丽。因为只有长成这样,昆虫才容易看得见。有些虫媒花还有蜜腺,可以分泌蜜糖,吸引一些昆虫去采蜜。南方比较温暖,昆虫种类比北方丰富。北方不仅比南方寒冷,而且风大。因此,南方的虫媒花比北方多,而在北方,风媒花的比例要大一些。这也是植物对环境适应的结果。

山上花开山下谢

唐代诗人白居易在游山时有过这样的经历。一天他来到一个山中寺庙,庙前一棵桃树花开正旺,满树芬芳。他有点不敢相信自己的眼睛,因为山下的桃花明明全都谢了。于是,他得了两句诗:人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开!为什么会这样呢?原来,植物开花受温度的影响。初春时节,气温是逐渐变暖的。在同一时间,山上的气温比山下低。当山下气温达到桃花开放所需要的温度时,山上还没有达到。所以,山上的桃花比山下开得晚。在高山上,不同高度的气温差异比较大,所以还有这样的说法:“一山有四季,十里不同天。”

植物设陷阱

植物也会设置陷阱吗?是的。有些植物是用陷阱逮住昆虫的,不过它们捕虫而不吃虫,只是将昆虫囚禁起来,然后又打开“牢门”,把“俘虏”放走了。它们囚住昆虫,是为了让这些虫子给自己授粉。那么,植物是如何巧妙地设置陷阱的呢?

花之囚

马兜铃会巧设陷阱。它的花儿像个小口瓶,瓶口长满了细毛。雌蕊和雄蕊都长在瓶底,只不过雌蕊要比雄蕊早熟几天。雌蕊成熟的时候,瓶底会分泌出一种又香又甜的花蜜,把小虫子吸引过来。小虫子饱餐一顿后想要返回时,早已身不由己,陷进“牢笼”了。因为瓶口细毛的尖端是向下的,进去容易出来难。小虫子心慌意乱,东闯西撞,不知不觉中随身带来的花粉就沾到了雌蕊上,满足了马兜铃异花授粉的要求。几个小时,雌蕊萎谢了,小虫子依然是“花之囚”。直到两三天后,雄蕊成熟了,撒出的花粉又附在小虫子身上。这时,瓶口的细毛已经枯萎脱落,这个贪吃的“使者”终于逃出了“牢笼”。不过,刚恢复自由的小虫子又会飞向另一朵马兜铃花,心甘情愿地继续充当“媒人”。

陷阱小道

除了马兜铃,还有一些会设陷阱的植物。有一种萝摩类的花,虫儿飞来时细脚会陷入花的缝隙中。虫儿拼命挣扎,结果脚上沾满了花粉。小家伙从缝中拔出脚来,便一溜烟地跑了。拖鞋兰的花别具一格:兜状的花朵没有明显的入口处,也看不到雄蕊和雌蕊,只是中间有一道垂直的裂缝。蜜蜂从这儿钻进去,就来到一个半透明的小天地里,脚下到处都是花蜜。蜜蜂尝了几口,刚准备离去,谁知后面已封闭起来,没有退路了,只有上面还开着一个小孔。蜜蜂只好沿着雌蕊柱头下的小道勉强穿过,这时身上带来的花粉被刮去了。当它经过前面布满花粉的过道时,身上又沾满了花粉,这是拖鞋兰花请蜜蜂带到另一朵花中去的。

岩石上开“花”的奥秘

土壤是高等植物生长的根基,植物用自己的根系从中汲取必要的水分和营养。石头是没有生命的,有谁能想像到石头上也可以开出“花”来呢?其实,岩石上也并不是寸草不生的。虽然在光秃秃的岩石上,高等植物显得无能为力,但一些低等植物却表现出了它们强大的生命力。

石生苔藓

岩石上的生存环境是残酷的。白天,阳光照耀着岩石,石面温度高达50℃~60℃,夜间则很快下降到最低点。另外,岩石是绝对干燥的基质,上面的植物只能利用身体的整个表面来吸收雨露、雪融水等,同时还要生出有效的固着器官,以便使自己附着在岩石上。因此,在如此恶劣的条件下,只有藻类、地衣和苔藓等植物才能生存。生长在岩石上的苔藓植物有黑藓类、灰藓类和紫萼鲜类。黑藓一般生长在高寒地带的干燥花岗岩上,它的植物体密集丛生,在岩石上形成一层稠密的黑红色垫子,并带有光泽,茎高约2厘米,叶片密集地生于茎的上部,下部茎通常裸露着。

植物中的两栖类

苔藓是植物中的两栖类,它的生长发育同青蛙一样,分为幼体和成体,并能产生精子和卵子,进行有性繁殖。苔藓受精时,必须在有水的条件下才能完成,这表现出它们的水生习性。受精卵在幼体(即配子体)上形成胚胎,再由胚胎发育成假根(或称足)、茎、叶、孢蒴等成体(即孢子体)。成体上的孢子成熟后散发孢子时,需要在空气中进行,这就要在陆上生活了。这又表现出它们的陆生习性。苔藓植物的孢子落在裸露的石面或断裂的岩石上,就能够萌发,生长成植株。在生长过程中,苔藓植物能够不断地分泌酸性物质,溶解岩石表面。同时,苔藓植物本身死亡的残骸也堆积在岩石表面上形成腐殖质。经过长期的积累,被溶解的岩石和腐殖质形成薄层土壤,土壤上可以生长根系不太发达的小草和其他小型植物。随着植物由小变大,土壤也由薄变厚,使更多的植物如灌木、乔木等能够生长。所以,苔藓植物往往被誉为“大自然的拓荒者”。

树的奥秘

只要你平常对周围的树木稍加注意,就会发现一些司空见惯但却值得深思的现象:为什么所有树的树干都是圆的而不是方的?为什么有些树的心都空了,却还茂密繁盛活得很好?为什么有些树又高又直,没有什么枝枝蔓蔓呢?关于这些问题,植物学家都给我们做出了解答。

树干为什么是圆的

让我们来看看圆柱形树干的好处吧!几何学告诉我们,如果有同样数量的材料希望做成容积最大的东西,那么圆柱形是最合适的形状了。其次,圆柱形有最大的支持力,使树干能支持住高大的树冠和丰产的果实。再次,由于树干是圆柱形的,所以大风很容易沿着圆面的切线方向掠过,减轻了风暴对树的袭击。圆柱形树干是树木在漫长的进化道路上对环境适应的结果。

空心老树为什么不死

生活中常可看到一些枝繁叶茂的空心老树,这种树木为什么还活着呢?其实空心并不是树木的致命伤。树木体内有两条繁忙的运输线——木质部和韧皮部。木质部是一条由下往上的运输线,担负着把根部吸收的水分和无机物质输送到叶片去的任务;皮层中的韧皮部是一条由上往下的运输线,把叶片制造出来的产品——有机养分运往根部。这两条运输线都是多管道的运输线,在一株树上,这些管道多到难以计数。所以,只要不是全线崩溃,运输仍可照常。有些树干虽然空心,可是空心的只是木质部中的心材部分,边材还是好的,运输并没有全部中断。因此,空心的老树仍旧能够存活和生长。

根的奥秘

植物的根在地下分布得既深又广。它们紧紧抓住土壤,把植物固定在大地上,同时为植物的生长发育输送水分和养分。根作为植物的一部分,默默无闻地作奉献,一般人对它了解得不多,其实,它也有不少奇趣呢!

奇异的变态根

我们常见的萝卜头上顶着翠绿的叶子,尾部还有长长的根须。可是,你知道吗?萝卜胖乎乎的身体其实是它的根的一部分,属于植物的储藏根,是由主根发育而成的。植物学家把储藏根——这种形态、结构和功能都发生很大变化的根,叫做变态根。植物的变态根除了储藏根外,还有支柱根、板状根、气生根、寄生根和附着根等。玉米的茎上有许许多多不定根,它们起支撑茎干的作用,因而被称为支柱根。热带雨林中,很多高大的植物都长有结实的板状根,可以有效地防止大树倾倒。至于气生根,除了榕树以外,吊兰和葡萄蔓上也可以见到。说到寄生根,最典型的是菟丝子,它吸附在其他植物体上,吸收现成的养料。长有附着根的植物多是热带丛林中的菊科植物,它们长出又扁又平的根,是为了附在大树的树皮上,“吮吸”树洞里或树干上淌下来的雨水。“无手雕刻家”