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认识植物现象 |
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葵花向阳 向日葵，也称为葵花、朝阳花或转日莲，是众所周知的会向太阳“鞠躬”的植物。可是，你能否回答，向日葵为什么会朝着太阳转动呢？ 向日葵为菊科植物。它的花实际上是一个花序，是由短缩肥厚的花轴和它上面的许多小花组成的。植物学上称这种花序为头状花序，通常所说的花盘，就是指这个部分而讲的。葵花向阳，就是指花盘跟着太阳转。 我们先看看花盘到底是怎样转动的。 向日葵花盘向阳的转动是比较复杂的。花盘方向的变化，一般是早晨朝着东方或东南方，中午近南方，午后偏西南方，傍晚向西南方或西北方，午夜变为正中，以后逐渐移向东南方。花盘的倾斜度，是清晨以前和傍晚以后都大于25度，而在清晨或傍晚之间的倾斜度一般都小于25度。午夜到二时左右，由于花盘和整个植株同地面呈笔直，倾斜度约等于零。向日葵花盘内的花蕾出现前和出现后，转动的情况是有差别的。花开以后和结了果实，一般就丧失了转动的能力。这个时候除了前面有遮蔽物外，花盘一般是向光线和热量较多的东南方。 葵花为什么能如此灵敏地向着太阳转呢？ 原来，这是紧靠花盘的一段茎内向光面与背光面生长速度不均造成的结果。一般在茎端下面的一部分是延长生长区，当其一侧受光时，生长素在背光一侧分布较多，故生长较快；而在向光一侧分布较少，故生长较慢。两侧生长速度不同，尖端生长就朝向较慢的一侧。据近年的最新研究成果表明，向日葵茎端生长区的两侧除生长浓度的差异外，还有叶黄氧化素浓度的差异，在向光一侧具有较高浓度的叶黄氧化素，后者是脱酸生物合成过程中的中间产物，其主要功能是抑制细胞的伸长。实验证明当光从一侧照射30分钟后，向日葵茎端生长区两侧的叶黄氧化素与生长素的浓度呈反相关，即叶黄氧化素在向光面的含量高，背光面低，因此，葵花向阳应该说是生长素和叶黄氧化素共同作用的结果。由于向日葵茎端延长区的位置比较偏后，差异生长能使其前方器官——花盘整个地转动。这一运动是植物向光性运动最突出的表现。 葵花向太阳，可使花朵像孵卵器那样，聚集阳光的热量，形成一个温馨舒适的场所，引诱昆虫前来传粉，并促进种子更好的发育生长。 植物也要睡眠 很难使人相信，植物也需要睡眠，但这确是事实。花儿要睡觉，叶片也会睡眠，而且它们还有一定的睡眠姿势呢！ 豆科植物的羽状复叶上的小叶片能够昼开夜合。例如有一种叫红三叶草 （也叫红花苜蓿）的豆科植物小草，在阳光下，我们看到的是它的每个叶柄上的三片小吐都展开在空中。夜幕降临时，三片小叶就折迭在一起而垂下头来开始睡眠。这就是植物睡眠的典型现象。这种昼开夜合的变化在近似 24小时的周期中反复发生，即使在完全黑暗中也仍然照样进行。植物学家称这种现象为就眠运动。植物体内的生物钟最早就是从这种现象发现的。 会睡眠的当然不只是红三叶草的叶子，只要留心观察，我们到处可以看到叶子的睡眠。夏天的傍晚，合欢树那无数小羽片就成对成对的闭合，然后低下头来，含羞草的小叶闭合后也会低下头来，这些现象告诉我们，叶儿瞌睡，夜幕降临了。 不仅植物的叶子有睡眠要求，就连娇柔艳美的花朵也要睡眠。例如，在水面上绽放的睡莲花，每当旭日东升之际，它那美丽的花瓣就慢慢舒展开来，似乎刚从酣睡中苏醒，而当夕阳西下时，它又闭拢花瓣，重新进入睡眠状态。由于它这种“昼醒晚睡”的规律性特别明显，因此人们就给它起名叫睡莲。 植物不仅要睡眠，睡眠的姿势还不尽相同呢！如落花生的叶片闭合后是向上举，而红三叶草的叶片闭合后却垂向地面。植物的这种有趣现象，很早就引起了科学家们的注意。英国著名的生物学家达尔文早在100多年前经过研究就发现，一些因外力阻碍 （如叶片上积聚的露水）而不能自动运动的叶片，更易遭受冻害或寒害，他断言，植物叶片的下垂或竖立，具有保护叶片免受冻害的作用。 最近，科学家用一种灵敏的“热探测器”对一些豆科植物叶片的温度做了测量。实验结果表明，叶片位于水平方向的温度，总比叶片位于垂直方向的温度低1℃，尽管两者的温度差别很小，但还是证实了达尔文最早的观点。又经过一系列的实验和研究，目前许多学者认为，可能正是这仅仅降低 1℃的寒冷会阻止或减缓叶的生长。在相同的环境中，具有睡眠运动的植物生长速度较快，并比不进行睡眠活动的植物具有更强的竞争性，这也是植物长期以来适应昼夜温差变化而形成的一种遗传性特征。 万年青保持绿色的奥秘 万年青是一种观赏植物。它不但具有耐寒、经冬不凋，叶绿果红的特点，而且还特别习惯生活于蔽阴的环境。即使在光照条件较弱的地方，它仍不失其碧绿可爱的色泽。 阳光，是植物光合作用的能量来源，但是由于植物长期适应不同的环境条件，不同的植物需要光的强度是不同的。根据植物对光照强弱不同的要求，可把它们分为阳生植物（也常说喜光植物，实际应该说是“习光植物”），和阴生植物 （也常说喜阴植物，实际应该说是“习阴植物”）两大类。 阳光植物在较强的光照下才生长健壮，不耐荫蔽。在弱光条件下，植物生长发育不良，如松树、桉树、杨树等一些树木，栽培的落叶果树、农作物也多属于此一类。 阴生植物不能忍受强光照射，适宜生长在阴蔽的环境中，如云杉、冷杉和一些森林中的草本植物。万年青就属于阴生植物。 这两类植物之所以能适应不同的光照，是与它们的叶片结构和生理特征分不开的。阳生植物的叶片质地较厚较硬，叶表面有很厚的角质层或蜡质层，有的表面还有绒毛，能反射光线，而且气孔小而密集，叶肉栅栏组织发达，叶脉细密。这些显然有利于在较强的光照下进行光合作用。而阴生植物的叶片结构恰恰相反，叶薄而无角质层或蜡质层，或角质层很薄，一般没有表皮毛。叶肉通常无栅栏组织和海绵组织的分化。这些形态特点均有利于在蔽阴的环境下，对微弱的光线进行吸收和利用。正因为如此，这两类植物利用强光的最大能力——光饱和点就有很大差别。万年青等阴生植物在海平面全光照的1/10或更低时，就达到了光饱和，超过光饱和点的光虽然也能被叶子吸收，但不能提高光合强度，而是以热能的方式释放出来。而松、杨、柳等阳生植物，则需要很强的光，才能达到光饱和。这就是万年青等阴生植物在蔽阴处仍然保持碧绿的奥秘。 秋冬枯叶落满地 在我国辽阔的土地上，秋冬之交是一个干燥寒冷的季节。日照时间逐渐缩短，土壤温度持续下降，增加了根系吸水的困难；而地面凛冽干燥的空气又会增强蒸腾作用，这对植物生长极端不利。于是植物在长期进化过程中，形成了减少蒸腾、度过寒冷的一种适应，这就是落叶。大多数落叶植物是温带多年生植物。 落叶与叶柄的结构变化有关。木本落叶植物在落叶之前，其叶柄基部有一层细胞进行分裂形成几层小型的薄壁细胞，这个区域称为离区。离区又分为离层和离层下的保护层两部分。离层区细胞在逐渐增多的纤维素水解酶和果胶水解酶的作用下，相邻细胞间的中胶层被水解为糖，细胞之间遂失去粘结力，以后由于风吹等机械力量，叶柄自离层处折断，叶片就脱落了。离层折断处的保护层细胞由于细胞壁的栓质化和木质化，可起到保护“伤口”的作用。 在离层发生同时，叶子中的含氮化合物和其他最有用的元素也转移到枝条里去，于是发生季节性落叶。落叶伴随着生长的停止，植物即进入休眠状态。 叶片因离层的活动而脱落。那么，离层又是什么原因引起的呢？根据实验了解到，短日照是决定性的环境信号。植物叶片感受了这个信号之后，促进了脱落酸的合成和乙烯生成的增多。乙烯的增多又促进了分解细胞壁物质的果胶酶和纤维素酶的合成和分泌，从而引起离区细胞壁的溶解而脱落。 其实，在一年中有干湿交替的热带。植物也有落叶休眠现象，只不过发生在炎夏干旱到来之前。例如，南非沙漠的天竺葵，中亚细亚的橡胶草，苏丹草原上的波巴布树，在每年干旱到来之前，叶子枯萎脱落，代谢强度急剧降低。只有度过干旱之后，叶子才重新更新，恢复生长。所以落叶是植物的一种减少蒸腾、度过寒冷或干旱季节的保护性适应。 路灯旁的树木落叶晚 秋末冬初，如果你漫步街头，仔细观察街道两旁的树木，就会发现一个有趣的现象：同一种树木，在路灯近旁的比远处的落叶要晚。这是什么原因呢？ 原来，这些温带多年生木本植物落叶以后，就进入休眠状态。秋冬休眠是植物个体发育过程中的暂时停顿现象。落叶和休眠，虽然是对低温的防御现象，但并不是低温引起的，而是秋季日照缩短的作用。逐渐缩短的日照作为严冬即将来临的信号，成熟的叶片作为感受器感受信号之后，形成某种抑制物或激素，并转运到芽中，产生一系列的代谢变化，导致植物对低温发生种种生理上的反应，如营养物质转移到根、茎和芽中贮藏起来；枝条和越冬芽中的淀粉转变成糖和脂肪；组织含水量下降；生长激素减少，而脱落酸、乙烯逐渐增加，使植物体的代谢活动大大降低，最后出现落叶休眠现象。 路灯近旁的植株或部分枝条，因日落后继续受路灯灯光的照射，干扰了短日照条件的影响，因此落叶晚甚至不落叶。这种现象对于植物本身来说是不利的。因为未落叶，就不能进入冬眠，叶片继续因蒸腾作用而失水。与此同时，冬季根系吸水困难，因而引起枝条枯萎，甚至植株死亡。 连理枝的形成 “在天愿作比翼鸟，在地愿为连理枝”，这是唐代大诗人白居易所作《长恨歌》中的名句。 连理枝是指两棵树的枝干合生在一起。北京故宫御花园里钦安殿、浮碧亭的旁边都有这样合生的树。 连理枝在自然界中是罕见的。相邻的两棵树的枝干为什么可以长得相依在一起呢？ 在树皮和木质部之间，有一层细胞叫做形成层，这一层细胞有很强烈的向外和向内的分裂作用，细胞分裂，增生了许多新的细胞，就会使树干长粗。如果两棵树在有风的天气里，树干互相磨擦，把树皮磨光了，到无风的时候，两条树枝挨近，形成层就密接在一起，互相增生的新细胞，就会长在一起，越是靠得紧，就越容易长在一起。 古人从自然界里看到了连理枝的形成，就创造了人工嫁接的方法。人工嫁接也无非是将一种植物的芽或枝割取下来 （叫做接穗），同时将另一种植物的树皮割一切口，露出形成层 （叫做砧木）。这样，使接穗和砧木的形成层密接，用麻捆扎起来，过些日子就长在一起了。 从古书上的记载来推断，我国很早就用嫁接的方法来栽培果树。例如唐代郭橐驼所著的《种树书》中对于嫁接作了很多有意义的记述，书中说：“桃接李枝则红而甘；梅树接桃则脆；桃树接杏则大；李树接桃则为桃李。” 我们的祖先根据自然界中连理枝的形成发明了嫁接术，今天我们运用嫁接来创造新品种，仍然是一个重要的方法。 植物的“朋友”和“敌人” 别看植物不会动作、不会言语，但很多脾气还同人类有相通之处呢。它们喜欢和朋友们生活在一起。同朋友们生活在一起的时候愉快、健康、茁壮成长；而一旦同不喜欢的甚至“敌人”相遇时，它们之间就会彼此厌恶、争斗，弄得个你死我活。如苹果和樱桃种在一起，大家都会长得很好；把铃兰和丁香放得很近，丁香就会很快凋萎；而芹菜和甘蓝碰在一起，谁也没有好下场。这是怎么回事呢？ 原来，在植物的生长过程中，它们的根、茎、叶、花等器官会分泌出一些物质。这些物质对它周围生长着的其他植物都存在着一定的有利的或不利的影响。如大蒜发出的气味，蚜虫就很害怕，将棉花和大蒜种在一起，就会使棉花增产。洋葱有“田间大夫”的美名，它身上发出的气味能杀死小麦黑穗病孢子和豌豆黑斑病菌，它们种在一起会相处得很好。葡萄园里种植紫罗兰，彼此不仅能友好相处，而且结出的葡萄香味更浓。卷心菜与莴苣为伍，莴苣散发出的刺激性气味，会把卷心菜的大敌——菜粉蝶驱赶“出境”。 相反有些植物性情不合，有的还不共戴天，这样的事例也不胜枚举。胡桃树分泌的胡桃醌会伤害相邻的苹果树和蕃茄、马铃薯等，严重者可造成死亡；苹果园里种芹菜，也会弄得两败俱伤；黄瓜和番茄也是对头，种在一起会同归于尽；柏树旁植梨树，柏树散发的气味能使梨树落花落果，一无所获；玫瑰花和木犀草相遇，玫瑰花便拚命排斥木犀草，木犀草则在凋谢后释放出一种特殊的物质，使玫瑰花也中毒而死；下小雨的时候，雨水从紫云英的叶面往下滴，紫云英叶上含有一种叫硒的物质也溶进水里，周围的植物接触到有硒的水滴，就会被毒死。 植物界这种例子还很多，我们可以利用它们之间的相互关系来进行科学的种植，取得最好的生态效应和经济效益。 甘蔗老头甜 凡是吃过甘蔗的人，都知道甘蔗的上半截没有下半截甜，特别是甘蔗的梢头，简直淡而无味，为什么同一株甘蔗，甜淡悬殊这么大，而越到下部，特别是甘蔗的老头部分，甜味越是浓厚呢？ 当甘蔗还是幼苗的时候，生命活动的主要部分是根和叶。根吸收水和养分，输入叶子。叶子吸收了二氧化碳，连同根部送来的水和养分，在阳光下，制造成自身所需的养料。这种幼苗时期的甘蔗，如果取来尝尝，会发现梢头和老头都没有什么甜味。但随着甘蔗的成长，它们的内部活动不仅旺盛而且复杂起来了。它要剥几次叶子。剥叶子的作用，除了加速甘蔗向上发展以外，主要是使甘蔗的茎秆接受阳光的照射，制造出更多的养料。一般来讲，植物制造的养料除了供自身消耗以外，多余部分就贮藏在根部，由于甘蔗茎秆制造成的养料绝大部分是糖，所以根部就积贮了不少的糖分。 此外，由于甘蔗叶子在不停地蒸发水分，所以甘蔗上部特别是梢头总是保持着充分的水分，供叶子消耗。这些水分总是越近梢头越多，越近根部越少，而水分越多的地方，糖的浓度也就相对降低，甜味也就淡了，所以我们吃甘蔗的时候，总会发现甘蔗的老头比梢头甜。 不过，如果甘蔗在地里长到10月以后，情况就会有改变，梢部也会同样地甜。 无花果并非不开花 从无花果的名字看起来，无花果好像是没有花的，事实究竟是怎样的呢？典型的花，由花托、花被（就是花萼和花冠）、雌蕊和雄蕊四部分构成，这四部分都有的叫完全花，例如桃花。四部分不完全具备的叫不完全花，例如桑树花。一般植物，是花托把花被、花蕊举得高高的，因此引人注目。而无花果的花却悄悄躲藏在肉质花托的内壁上，人们看不见它，因此认为它是不开花的。 说起来你或许不相信，无花果还会一年开两次花、结两次果哩！当大地回春、草木欣欣向荣的时候，它就蓬蓬勃勃地抽枝发叶，同时生出花来；在秋高气爽、雨水充足的时候，它的枝条又迅速往上长，同时生出花来。第一次花结的果子在当年秋天成熟，第二次花结的果子要到第二年春天才成熟。 无花果的老家在西南亚的沙特阿拉伯、也门等地，到目前为止，全世界栽培品种已有1000多个。在我国长江以南各省都有栽培，在北方作为盆栽观赏植物。 无花果味道鲜美，类似香蕉，营养丰富。鲜果中含有较多的果糖和葡萄糖，可以加工成蜜饯、果酱、果干等。在中医学上，干果还可以入药，能开胃止泻，治咽喉痛。 花生在地里才能结果 我们平常看到的植物，一般开花受精后，就能在枝上长出果实来，但花生却不是这样，我们只能够看到花生枝上开许多金黄色的小花，但却看不到它枝上结果。花生结果的脾气很古怪，一定要在黑暗的土壤中才能生长，陆地上的植物只有花生是地上开花、地下结果的，人们把它称作“落花生”。 花生为什么在黑暗的土壤里才能结果呢？人们研究发现，花生果实的发育需要有水分、暗黑、压力等，其中以水分和暗黑环境最重要。实验证明，只要有适量的水分、暗黑的环境，花生也能在空中结果。 花生的老家在南美洲的巴西、秘鲁一带。在1492年，哥伦布发现新大陆后，花生才开始国际性的长途旅行。它们最先来到非洲的几内亚，以后又由葡萄牙人把它们带到亚洲、欧洲等地，大约在15世纪末或16世纪初，花生传到了中国。 花生仁的营养价值很高，不但含有大量的蛋白质，还含有丰富的维生素。它的红衣含有大量止血素，用它制成的“血宁1号”，是缩短凝血时间的良药。 荷花出污泥而不染 荷花又叫莲花，原产在亚洲南部和澳洲，是多年生的水生植物，它的根茎埋在泥里，肥大的根茎称为藕，藕上有节，节上有须根扎入泥土深处，而长出的叶片和花茎则挺出水面。每当夏季来临，青翠的荷叶在碧波上摇曳，而万绿丛中的荷花则展现出迷人的风姿。荷花花谢后就结出莲蓬，中有莲子，莲子受硬壳的保护可以在土里埋几百年甚至上千年而不坏，被认为是世界上最长寿的种子。 荷花天生丽质，出污泥而不染，很受我国人民的喜爱，在古代就有很多咏唱荷花的诗歌。战国时期的伟大诗人屈原在他的《离骚》中写道：“制芰荷以为衣兮，集芙蓉以为裳。”宋代诗人杨万里也写道：“毕竟西湖六月中，风光不与四时同，接天荷叶无穷碧，映日荷花别样红。”周敦颐更有 《爱莲曲》，赞荷花“出淤泥而不染，濯青莲而不妖。”相传农历六月二十四日是荷的生日。古时候这一天为荷花节，人们相约观赏荷花，热闹非凡。而每当江南采收莲子的时候，男女青年，泛着轻舟，唱着歌谣，在荷丛中穿梭往来，描绘出一幅水乡优美的风情画。 荷花又称莲花，不但受到我国人民的喜爱，在古埃及，莲花是朋友、爱人之间互相馈赠的典雅饰物。传说古埃及的智慧之神托特的妻子奉献给丈夫一束莲花，以表示她对丈夫的忠贞和爱情。在印度，莲花象征神圣和贞洁。寺院中的佛像，都是坐在莲花上的，而佛教最重要的一部经典便是《妙法莲花经》，“佛即莲，莲即佛。”在我国龙门石窟中，有一窟叫莲花洞，洞内除了四面的佛像以外，就是顶部一朵灿然生辉的巨型莲花。 几千年来，荷花与我国人民更是结下了不解之缘，直到今天，它仍是洁身自好、品格高尚的象征。那么，荷花为什么能出污泥而不染呢？这主要是因为荷叶、荷花的表面有一层醋质，保护它不受污泥浊水的侵袭，从而使它保持了高洁、清丽的形象。 树木过冬 冬天来了，人们都不约而同地穿上了厚厚的衣服，戴上了手套、围巾和帽子，但我们看一看树木，除了松柏类依然树叶满枝、苍翠夺目外，其他的都显得光秃秃的。寒风一吹，枝条似乎都在发抖，它们怕冷吗？它们能抗得住冬天的寒冷吗？ 很多年来，人们在不断地探讨树木过冬的秘密，最早的一些观点认为，树木可能与温血动物一样，本身也会产生热量。另外一种观点认为，冬天树木含水量少，即使在零度以下也不容易引起结冰而死亡。但我们知道，树木本身是不会产生热量的，面在零度以下结冰的柳枝、针叶也并没有因为冻结而死亡。那么，秘密究竟在哪里呢？ 树木为了对付冬季的严寒，采取了“睡眠”的方法。我们知道，树木生长要消耗养分，春夏树木生长快，养分消耗也快，抗冻力也弱。到了秋天，这时白天气温高、日照强，叶子光合作用也强，而夜间气温低，树木生长缓慢，养分消耗少，积累多，于是树木便越长越“胖”，抵御寒冷的能力也越来越强。到了冬季，温度更低，树木的生长处于停滞状态，进入“冬眠”，这时体内积贮的养料也变成糖分甚至脂肪，这些都是防寒物质，能保护树木不容易受冻。 树木能不能进入“睡眠”，直接关系到它能不能过冬，“睡”得愈深的就愈有抗冻力，反之，那些进入不了“睡眠”状态的树木就很容易被冻伤或冻死，这就需要我们人类来帮助它们，给它们披上“衣服”或盖上“房子”。 大树下面好乘凉 当人们在炎炎烈日下汗流满面时，多么希望到大树下面去躲一躲，因为大树树荫下的温度要比曝晒下的温度低很多，这是为什么呢？ 通常在夏季的阵雨以后，会感到比较凉爽，同样，往路面或屋顶上洒水，也能达到降温的目的，这是因为水从液体蒸发成汽体时，需要吸收大量的热，随着水分不断的蒸发，地面和屋里的热便逐渐被带走了，人们就会感到凉快了一些。 树荫下比较凉快也是这个道理，别看树木静悄悄的，没什么动静，其实，它正在进行着繁忙的活动呢。一方面，在阳光的照射下，树叶正在积极地进行光合作用，为自己生产养料。另一面，树叶吸收了大量的阳光，叶面温度比空气的漫度还高，叶子便把从根吸收来的水分不断散发出去，避免叶面温度无限制地升高，从而达到降温的目的。树叶在不断地散发着大量水分，就好像向空中不断喷水一样，据测定，一株10米高的大梨树，在夏季，一天能蒸发273千克水，要把如此多的水蒸发掉，需要吸收的热量也是惊人的。 由于树木对热量的大量吸收以及树叶对水分的不断蒸发，树荫下的温度自然比周围要低得多，大树底下便自然好乘凉了。 红颜色的嫩芽新叶 春天来了，大地一片新绿，花草树木，欣欣向荣，人们仔细观看，会发现许许多多的树木花草的嫩芽新叶多少会带一些红色、紫色等，显得非常可爱。 我们知道，植物之所以有各种色彩，是由它体内含有的色素决定的。叶子一般都是绿色的，这是因为它含有叶绿素的缘故，可是叶绿素并不是和它的枝芽一起萌动发生的。植物的嫩芽新时就像初生的婴儿。婴儿是靠母亲的乳汁喂养大的，植物的嫩芽新叶也依靠植物体内其他部分供应养料。当婴儿成长到一定阶段以后，生出了牙齿，就渐渐地有能力吃各种食物了，植物的嫩芽新叶也是这样，到一定阶段后，叶绿素产生了，自己开始能够制造养料，也就不再需要其他部分供应。有些植物的叶绿素产生得早，嫩芽新叶就绿得快，有的叶绿素产生得迟，嫩芽新叶就绿得迟。 在植物枝芽叶绿素产生之前，这些嫩芽新叶为什么不是无色而是红色呢？这是因为植物体内含有一种叫花青素的物质，在叶绿素产生之前，它早就存在着了，花果种种美丽的颜色，基本上都是花青素变的戏法。花青素不仅把花果染成不同颜色，也把嫩叶新芽染成红色、紫色，直到枝芽的叶绿素大量产生，使草木呈现一片葱绿为止。 红色“秋衣” 秋天，许多树木要落叶，在落叶前叶子往往变成黄色；更有少数树种如枫树、乌桕、黄栌、械树等的叶子却变成猩红色，叫做“红叶”。自古以来，人们写下了不少赞美红叶的诗章，有的称“霜叶红于二月花”，有的赞“乌桕犹争夕照红”。在《太平广记》里，还记载了这样一桩趣事：一位姓韩的宫女，她在红叶上题了一首诗：“流水何太急，深宫竟日闭，殷勤谢红叶，好去到人间。”然后放入御沟中流出宫外，被一个叫于祐的青年所得。于是他也用红叶题了一首诗，投入御沟的上游，流入宫中，又被姓韩的宫女得到。后来皇上开恩，宫内三千宫女全部放回民间，姓韩的宫女与于祐终成眷属。据说，红叶题诗在唐代很流行，这表现出人们对红叶由衷的喜爱。 的确，红叶是很美丽的，那么，红叶又是如何形成的呢？我们知道，树叶中含有很多色素，如叶绿素、叶黄素、胡萝卜素等。叶绿素颜色较深，在夏天常常盖住了其他色素而显出浓荫油绿的颜色，但当秋天来临，这时阳光依旧强烈，温度却慢慢降低，叶绿素就会因为遭到破坏而渐渐消失，这时黄色的叶黄素、胡萝卜素就显示出来，秋天叶子变黄就是这个道理。也有的植物在强光、低温、干旱的条件下，叶子在凋落前会产生大量的红色花青素，这就是形成红叶的原因。 北京西山以红叶著称，每当秋高气爽的季节，前去观赏的人总是络绎不绝，满山的红叶总让人陶醉不已。据统计，叶子能够变红的树木约有几千种。 软木树不怕剥皮 在西南欧的伊比利亚半岛上的葡萄芽，因为那里靠近地中海，夏凉冬暖，雨量充沛，土地湿润，几千年来，生长着一种叫软木的树。这种树又叫“栓皮栋”，它有一个与众不同的脾气。所有的树木最怕剥皮，剥了皮就非死不可，可是它却不怕剥皮，成块的树皮被剥光以后，就露出了橙黄色的内层，人们还在它的身上写上“8”、“9”等阿拉伯数字，这是告诉人们隔八九年后，又可以剥皮了。 软木还有个特点就是，其他树种的木材最怕放在露天风吹日晒雨淋，这样很容易霉烂腐朽，可是软木却要在露天经风雨日晒半年，然后，又把它放到 100℃的沸水槽中蒸煮，蒸煮后堆放在室内三周，就可以加工成各种制品了。 软木的最大用途是做大大小小五花八门的瓶塞，有的瓶塞还烫上精美的五彩图案，成为一件件令人喜爱的工艺品。据说在考古中发现，用这种瓶塞盖的酒类，藏在地窖里上百年仍香醇不变。法国葡萄酒著称于世，最早叫“暴跳酒”，人一打开地窖藏酒时，那软木做的瓶盖忽然倏地暴跳开来，同时酒香四溢，扑鼻而来。 还因为软木富于弹性，不透气、不透水、不传热、不导电，又能耐压、耐酸，所以它在很多方面都有广泛用途。宇宙飞船可以用它作绝缘材料；羽毛球座、乐器垫片、高跟鞋、帽衬等地方也可见到它的踪影；软木做地板，踩踏没有声响等等。 葡萄牙历来有“软木王国”之称，它的软木种植面积占全世界软木树林面积的 1/3，软木是它们的传统出口商品。值得一提的是，软木不是整株树都是软木，只有木栓层——树干的最外边才是软木，最里层是木质部，中层是软木再生部。软木要长到25岁时才能开始剥皮。 能独木成林的榕树 独木怎么成林呢，人们也许会感到奇怪不解。有一种热带和亚热带地区生长的大树就能创造出这样的美妙景观。它的名字叫榕树。榕树是一种寿命长、生长快、侧枝和侧根都非常发达的树种。它的主干和枝条上可以长出许多气生根，向下垂落，落地入土后不断增粗成为支柱根，支柱根不分枝不长叶，具有吸收水分和养料的作用，同时还支撑着不断向外扩展的树枝，使树冠不断扩大，这样，柱根相连，柱枝相托，枝叶扩展，成为遮天蔽日、独木成林的奇观。 我国广东省新会县有一棵大榕树，树冠宽大达6000多平方米，犹如一片茂密的“森林”，这里距海不远，成为以鱼为食的鹤、鹳等鸟类早出晚宿的栖息场所，形成有名的鸟的天堂。而孟加拉国的热带雨林中，有一株大榕树，树冠覆盖面积有1万多平方米，曾容纳一支几千人的军队在树下躲避骄阳。 榕树的果实小鸟很喜欢食用，坚硬不能消化的种子也就随着鸟类四处散播，除了在热带地区的那些古塔、墙头、屋顶上可以看到小鸟播种的小榕树外，甚至在大榕树上也生长着小鸟播种的小榕树，构成了树上有树的奇特景观。 我国台湾、福建、广西等地都有榕树的生长，福州的榕树特别多，因而有“榕城”之称。 空心老树不会死 我们知道，树木是一年年长粗的，树干中间的木质由于越来越不容易得到氧气和养料，就可能渐渐死亡，死亡的地方如果缺少“木材色素”等防水防腐物质，一旦被细菌侵入，或从树干伤口处浸入雨水，就会逐渐腐烂，时间长了就会造成树干空心。有些树木特别容易出现空心，例如柳树。在非洲，还有这样一种情况，那里的吐买奈族人死了，盛行“活树葬”。他们把大树的主干挖一个很大的洞，把用布裹着的尸体直立地放在树洞里。他们认为死去的人将和树木一样永远保持活力，而这棵树几年后居然会让树洞愈合。 毕竟，树干空心对树木本身来说并不是致命伤。树木体内有两条繁忙的运输线，生命活动所需要的物质就靠它们运送。树干的木质部是一条由下往上的运输线，负责把根部吸收的水和无机物送到叶片上去，皮层中的韧皮部是一条由上往下的运输线，它把叶片制造的有机养分运往根部，这两条运输线在一株树上多得数不清，所以只要不是全部毁掉，运输仍可进行，树心虽然空了，但空心的只是树干木质部的一部分，树木的生命活动仍然可以继续进行。 但是，如果把树皮全部剥去，运输养分的通道就全部中断，根部就会得不到营养而“饿死”。根一死，枝叶得不到水分也就随之蔫枯。俗话说“树怕剥皮”，就是这个道理。 圆圆的树干 无论我们走到什么地方，都会发现不同种类的树木。它们的树冠、叶子和果实的形状是那样千姿百态、变化多端，几乎不可能找出两种完全相同的树木来。但只要略加注意，就会发现几乎所有树木树干都是圆的。树干为什么大都是圆柱形，而不是别的什么形状呢？ 首先，树木长成圆柱形，输送养料的效率最高。我们可以作这样的比赛，两个小朋友同时开始各吸一瓶汽水，一个用圆吸管，一个用方吸管，用圆吸管的小朋友一定先吸完。在日常生活中我们看到的水管、煤气管等都是圆的，这其中的奥秘就在于圆柱形物体具有用料最省、装的东西最多、输送也最快的特点。树木长成圆柱形，这就能给树木提供最大限度的养料的供给，以满足生长发育的需要。 其次，圆柱形有最强的支持力，树木无论长得多高多大，全靠一根树干支持，有些果树丰收时，还要挂上成百上千斤的果实，如果不是强有力的树干支持，哪能吃得消呢？ 再说，圆柱形的树干对防止外来伤害很有好处。它没有棱、没有角，就不容易被动物啃掉或被其他物体摩擦碰伤。大风吹来，也不容易把树木吹倒等等。 但令人奇怪的是，自然界里，居然也还存在方形植物，如我国就有方形竹子，称为方竹。在浙江还新发现了奇特的方树，在美洲巴拿马地区也曾发现过这种奇树。这种树不仅树身是正方形的，连年轮也是正方形的。 植物的变性现象 大千世界，无奇不有。近年来，人体变性似乎已成为人们茶余饭后议论的话题之一。其实，在低等动物群体中，变性是一种常见的现象。脊椎动物中的鱼类，也存在着由于雄性与雌性的竞争而产生的变性现象。如黄鳝幼小时，都是雌性的，长大以后则全部变成雄性，等等。令人感到惊讶的是，植物界中也存在着变性现象。 印度天南星就是为数不多的变性植物之一。它是一种生长在温带和亚热带地区的林下或小溪旁的多年生草本植物。它雌雄异株，且有雄株、雌株和无性别的中性株三种类型。有趣的是，这三种植株可年复一年的互相转换性别，直到死亡为止。在通常环境条件下，它生长的第一年，一般全为雄株；当长得较大超过一定的高度时，就转变为雌株，如果环境变得恶劣，如连续干旱，土壤肥力不足等，其性别又会逆转，由雌性变为雄性。当环境条件好转后，又再变为雌性。根据印度天南星性别变化与植株体型大小密切相关的现象，科学家提出雌雄植株的体型优势模型。该模型表明，雌株往往高于雄性和中性株。在一定高度范围内的植株，都可以发生性别变化。 印度天南星能随环境条件而改变性别的特性对其生殖有重要意义。植物在开花，尤其是在结实时需要以消耗大量营养物质为代价，具有体型高大的植株才能制造更多的养分供结实需要，所以大型植株多为雌株，这样，小型植株多为雄株。前一年为雌株的大型植株，由于结实消耗了大量的营养，第二年便又变为雄株。当环境恶劣时，雌株没有足够的养分开花结实，如果它们转变为雄株，便可以使相距较远、生长在环境较好地方的雌株有较多机会获得花粉。至于中性植株的存在，也是由体内营养物质决定的。而且同样与环境条件有关。当它既不能变为雌株，又不“甘心”变为雄株时，就只好暂为中性了。 由此可见，高等植物的性别并不像动物那样，在胚胎时期就已决定，而要在其生长、分化和发育成熟后的某个阶段才能确定。因此高等植物的性别分化具有不稳定性。外界环境条件如营养、温度、湿度、日长、光强、植物激素等因素都对其有不同程度的影响。掌握了植物的这种特性，对那此较易改变性别的植物进行研究，通过适当的改变外界环境条件，就可以有效地控制一些植物的性别，使之向美人们意愿的方向转化。如黄瓜多施氮肥、浇水，提高室内气温，就可我开雌花多结瓜；大麻少施氮肥多施钾肥，可多得雄株，等等。 研究植物性别形成的本质，寻找控制性别的途径，是探索植物世界奥秘的热点之一。目前，这方面的研究还在不断深入。不久的将来，如果人类能去控制植物的性别，成为大自然的主人，农业生产将会更上一层楼。 植物的全息现象 “全息”，是1948年物理学家戈柏和罗杰斯发明了光学全息术后提出的一个概念。1973年，我国年轻的医药工作者张颖清根据自己的针灸实践发现了人第二掌骨侧穴位群的全息规律。继而他刻苦钻研，不断扩大试验，发表了有关“全息生物学”的论文和专著。他在全息生物学的论著中提出了不少植物的全息现象。 在物理学上，全息的概念是明白易懂的。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。但是， “生物全息”的概念可能还未被人们熟知。所谓“生物全息”就是生物体的每一相对独立的部分，在它的组成结构上，同整体是相同的，每一部分都是整体的缩小，它们都包含着整体的全部信息。如人的耳朵上的所有穴位，正好和全身类似，所以通过耳针可治疗体内不同疾病。 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多方面找到了论证的实例。如：植物体上的每片叶子往往是整个植株的缩影。叶片顶端对应着植株上部，而叶柄一端对应着植株的基部。让我们看看棕榈树的叶子，有着长长的叶柄和蒲扇般的叶面，把它竖起来一看多么像一棵整株的棕榈树形啊！又如，菱叶海桐叶是聚生在枝顶端的，它的叶子也是上大下小，呈倒卵形；甘青虎耳草全株下部叶多且大，叶为卵形。再如，悬铃木叶片一般深裂为三，而它的分枝也是三个主要分叉。叶脉分布形式与植株分枝形式也全息相关。如芦苇、小麦等平行叶脉的植物，它们都是从茎的基部或下部分枝，主茎基本无分枝；相反，叶脉为网状脉的植物，它们的分枝也多呈网状。在植物的生化组成上，也有明显的全息现象。例如，高粱一片叶子的氰酸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，也是上部含量较多，下部含量较少。人们把这种叶的形状反映了植株体的全部的现象叫作叶的全息律。 更有趣的是，同一株植物在不同的生长发育时期，它的叶片形状，也正好反映出各个生长发育时期的植株的外形。如青菜，从苗期到抽苔、开花结实期，它的植株外形有明显的变化，从莲座形变成宝塔形，而青菜各个时期的叶片，也逐渐由倒卵形变为心脏形。柳树也是如此。第一年割去枝条，次年在基底新生枝上的叶是狭倒披针形的，因这时叶是在全株的上部；而成年的柳树，叶则为披针形。 不仅如此，当许多植物工作者把植物的器官组织进行离体培养时，也发现了植物的全息现象。比如将百合的鳞片消毒后进行离体培养，鳞片基部较易诱导产生小鳞茎，即使把鳞片从上到下切成几段，同样发现小鳞茎的发生都是在每个切段基部首先产生，且每段鳞片上诱导产生小鳞茎的数量，也呈现由下至上递增的规律，这种诱导产生小鳞茎的特性与整株生芽的特性相一致，呈全息对应的关系。在植物组织培养过程中，以大蒜的蒜瓣及甜叶菊、花叶芋和彩叶草等多种植物叶片为材料，进行同样的试验，都能观察到这种全息现象。 植物全息的规律应用于农作物的生产实践已产生了令人吃惊的效果。如栽种马铃薯时，传统的习惯是以块茎上的芽眼挖下作“种子”。人们根据植物全息原理推测：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。为了验证这一点，他们选择几个不同品种的马铃薯，分别取远基端芽眼切块与近基端芽眼切块进行栽种对比实验，果然不出所料，前种处理 （远基端）均获得增产。 其实，人们在长期生产实践中所采取的一此措施也是符合植物全息律的，只不过未意识到罢了。如农民留玉米种时，总习惯把玉米棒中间或偏下的籽粒留下作种，而这种方法是符合生物全息律的。因为玉米棒是在植株的中部（或偏下）着生的，而作为植株对应全息的玉米棒，其中间（或偏下）着牛的籽粒，在遗传势上也一定较强。 王莲叶子可以载人 在南美洲的亚马孙河流域，生长着一种世界上最大的王莲，它的叶子的直径一般在2米以上，周围有直立的边缘，像只大平底锅，一个普通身高的人，能够绰绰有余地躺在叶面上。王莲不但叶子大，载重力也特别大，坐上一个30千克重的小孩它不会下沉，有人曾把75千克重的沙子平铺在它的上面，它也照样岿然不动，这其中的秘密在哪里呢？ 王莲的叶片和其他植物相似，它的叶片不厚，向阳的面非常光滑，背面长满刺毛，非常粗糙，不过，它的叶片下面的正中间有一个叶柄，从叶柄到叶片的边缘，粗壮的叶脉严密有致地排列着，很像一个大铁桥的梁架，里面还有许多充满气体的坑窝，这就使叶子的载重力特别大。 王莲叶片的巧妙结构使世界上富有才华的建筑师都惊叹不已。据说 19世纪英国有个叫约瑟的建筑师就是在仔细观察了王莲的叶脉构造以后，从中得到启示，完成了一个展览大厅的设计，工程竣工后，屋顶明亮雄伟，被誉为“水晶宫殿”。 王莲原产美洲热带，它的化像荷花，但比荷花大得多，它一般开两天，第一天傍晚开放，第二天早晨闭合，第二天傍晚再开，花的颜色由白色逐渐变为淡红到深红色。它的种子只有豌豆大小。从 19世纪初欧洲人发现它以来，欧洲乃至世界各地都纷纷引种王莲，我国也不例外，现在北京、广州等地都可见到它的芳容。 雨后春笋长得快 有个成语叫“雨后春笋”，这是形容某种新事物的大量涌现和蓬勃发展。因为，一场春雨过后，竹园里常常满地都冒出竹笋，并且长得很快，几天功夫竹笋就长成了高高的竹子。 为什么春季下雨后，竹笋长得特别快呢？原来，竹子是多年生的常绿植物，它的地下茎 （俗称竹鞭）既能贮藏和输送养分，又有很强的繁殖能力。它是横着长的，和地上的竹子一样有节，节上长着许多须根和芽。这些茎节上的芽，在出土之前已贮足了各种生长必须的养分，到了春天天气转暖时，就会向上升出地面，外面包着笋壳，我们就叫它“春笋”。但在这个时候常常因土壤还比较干燥，水分不够，所以春笋还长得不快，有的芽还暂时停在土里，像箭在弦上一样。要是下了一场透雨以后，土壤中水分一多，春笋就好像箭被射出去一样，纷纷窜出地面。 竹子的生长速度是很快的。竹笋出土5厘米后，一昼夜可以长1米多高，特别是春雨过后，24小时之内可以拔高2米。树木生长一、二十米高可能需要几十年，可竹子一、二个月便可长到这个高度了。 春笋吃起来味道很鲜美，并且可以制成笋干、玉兰片和罐头食品等，很受人们的欢迎。 竹子不会越长越粗 许多树木在长高的过程中，也在不断地增粗，刚栽下的时候也许只有筷子那么粗，但过了十来年后，就会变成很粗的一根树木了，号称“世界爷”的美洲巨衫也是这样慢慢长成巨树的。可是竹子就不同了，竹子也能生长许多年，但是它的茎一出地面，就不再长粗了，年龄再大，也只能长这么粗，这是什么原因呢？ 因为竹子是单子叶植物，而一般树木大多是双子叶植物，单子叶植物和双子叶植物最大的区别就在于单子叶植物的茎里没有形成层。树木之所以不断长粗，就是靠它的形成层不断产生新的木质，于是茎才一年一年粗起来。 竹子的茎没有形成层，它只有在开始长出来的时候能够长粗，到一定程度后，就不再长粗了。 竹子能长到多粗呢？江西奉新县发现一件“毛竹王”，它生长在毛竹山林里，高22米，眉围粗58.5厘米，地面围粗71厘米，据鉴定，这是目前发现的最高大的毛竹。 除了竹子之外，小麦、水稻、高粱、玉米等都是单子叶植物，所以它们的茎到一定程度后就不再长粗了。 竹子开花后会枯死 大熊猫是我国特有的珍稀野生动物，也是我国古老的孑遗物种、活化石，被列入濒危物种，属于国家一级保护野生动物。它主要分布在我国四川、陕西、甘肃局部地区，以箭竹为主要食物。1983年5月以来，这些地区出现了大面积箭竹开花枯死现象，直接威胁着大熊猫的生存。灾情发生后，全国上下都行动起来，投入了抢救大熊猫的活动。 那么，为什么竹子开花就要枯死呢？我们知道，植物的生长要经过发芽、生根、生长、开花、结实，最后产生种子，这叫完成一个生活周期，有的植物在一年或不到一年的时间里完成了一个生活周期，植株随之死亡，这类植物属于一年生植物；有的植物要经过几年生长以后，才开始开花结实，但植株却能活多年，这类植物属于多年生植物。竹子虽能生活多年，但不像常见的多年生植物一样，在一生中可多次开花结实，而是只开花结实一次，结实后植株就死亡，因此属于多年生一次开花植物。 竹子要长到什么时候才开花呢？竹子开花一般是在气候反常、特别是干旱的年代。并且竹子由于地下茎纵横交错、互通养分，竹子常常是成片开花、成片死亡，这是竹子不同于其他植物的特殊的生理现象。因此，我们都不希望看到竹子开花，希望竹子永远是那么郁郁葱葱、青翠可爱。 竹子开花后死去是植物世界最奇异的现象之一。还有一些生命周期不止一年的植物，也会开花后死去。在寒冷的北极地区有一种叫顶冰花的植物，它生长在冰天雪地中，可以发芽、抽叶，但花朵却迟迟含苞而不放，直到天气稍稍转暖，花茎才挺出雪面，开出美丽的花朵，但是随着花开、花放，顶冰花地面部分的死期也就到了，留下的种子将重新开始生活。 植物的问地性 植物的根总是向地而生，茎总是背地而长，这种生长现象叫做向地性。 例如，播入土壤中的任何种子，它们在土壤中的位置都是随意的，或平躺，或倒置，然而幼芽总是向上拱出地面，得到阳光和空气，而根则总是扎入土壤中吸收水分和养料。 如果我们取一株蚕豆幼苗，改变一下它原来的姿势，把它横着放。几小时后，奇迹发生了。它的茎由原来水平的位置变成向上弯曲，而根则向下弯曲。我们再仔细观察一下根和茎发生弯曲的部分原来都在生长最快尖端：根尖和茎尖部位，根尖以上的成熟区部位和茎尖以下的部位，并不怎么弯曲。这说明只有正在生长的部位才能产生这种弯曲运动，所以属于一种生长运动。这种运动反应是由于重力的作用而产生的，根向重力方向弯曲，叫正向地性；茎则背离重力方向而弯曲，具有负向地性。 向地性由于是重力而引起的，所以不在土壤中也可发生。早在大约200年前有一个叫奈特的英国人就设计了一个很有趣的实验证明了这一点。他把几盆幼小的植株固定在一个可绕纵轴旋转的轮子边缘，就像儿童坐转椅一样。然后用力使轮子水平地旋转起来，他发现由于旋转轮子产生的离心力加速度 （同重力加速度一样），使茎朝向轮子的中轴，而根则背轴弯曲。由此得知，使植物根向下生、茎朝上长的真正原因并不是土壤，而是重力。因此，把向地性称为向重力性更为确切。 那么，植物在重力的作用下，为什么会发生不同方向的弯曲运动呢？通过实验知道，原来是根尖或茎尖中生长最快部分的细胞，由于生长速度产生了差异，生长快的一侧就会向生长慢的一侧弯曲。生长速度形成差异是两侧生长素在重力的刺激下发生了分布不均等的结果。 当把根横着放的时候，由于重力的作用，根尖靠下的一边生长素多，而根对生长素比茎叶都敏感，过多的生长素反而抑制了细胞的生长，造成下边生长慢，上边生长快，于是根朝下生长。 茎尖或胚芽鞘尖横放时，重力的刺激也会使尖端靠下边的生长素分布较多，生长较快，于是产生背离重力方向的向上弯曲。 茎朝上方和有阳光的方向 （向光性）生长，使叶片面对天空和太阳，有利于接受和争夺阳光。根的向重力性使它向下方生长，有利于吸收水分和养料。这种运动是生长运动。一旦生长停止，运动也就结束。这种生长运动与刺激来源的方向有关，所以属于向性运动。 不同的植物利用向性运动调整生长姿态的情况不大相同，由此形成相差极大的各种株型。如像水杉这些树木的茎干负向地性明显，正向光性不明显，所以树干挺直。 |
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