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第3章 走进植物王国(2)

2.野燕麦。

野燕麦是一种靠湿度变化走动的植物,野燕麦种子的外壳上长着一种类似脚的芒,芒的中部有膝曲,当地面湿度变大的时候,膝曲伸直,地面湿度小时,膝曲恢复原状,在一伸一屈之间不断前进,一昼夜可“走”1厘米。

3.长生草。

长生草生活在北方的松林里,它能靠自身力量做翻身运动。长生草外形像一个莲座,莲座上可以通过新茎生出一些小莲座。这种小莲座是大莲座的子女,长到一定程度就会脱离母体掉到地上。

掉到地上的小莲座有的侧着身子,有的四脚朝天。侧身的小莲座会在接触地面部分急剧生长的叶片帮助下,转过身来,使小莲座恢复正常位置。底部朝天的小莲座则要靠根的力量来翻身。小莲座会生出一条至数条根来,扎进土中,靠一条根的力量或数条根的合力,使小莲座慢慢翻过身来。如果几条根的拉力方向不同,小莲座无法将身体翻过来,就会慢慢死去。

植物竟然会“走路”,是不是很稀奇呀?下面再给大家讲一件更稀奇的事情——植物会说话。

虽然植物没有动物那种发音器官,但也有自己的“语言”。农业昆虫学家研究发现,当柳树的叶子遭受虫害时,就会改变吸收养分的种类,来增强抵抗力,并分泌出一种挥发性的化学物质,通知邻近没有受到虫害的柳树做好准备。

更有趣的是,植物在干旱缺水的时候,会从茎部和根部发出声音来,其声音来自木质部的振动,木质部有很多输送水分的导管,水分通过导管从根部往上输送。通常情况下,导管内充满水分,而当受旱缺水时,植物尽力去吸取水分,木质部导管经受不住张力便破裂,裂口里形成的空气小泡,致使木质部导管壁振动,产生声音。

说不定有一天,随着科学的发展,我们可以和植物进行“对话”,和它们交朋友呢!

植物会睡觉吗

故事里的大学问

芳芳家门前有一棵芙蓉树,挺拔的身姿,翠绿的叶子,一到春天就开出粉红如伞状的花朵,非常漂亮。

一天傍晚,芳芳无意间发现芙蓉树所有的叶子都垂了下来,像生病似的“打蔫”了,芳芳非常担心。第二天一大早,她就跑到门外看芙蓉树,咦?昨晚“打蔫”了的芙蓉树叶子又展开了。这是怎么回事呢?

经过一段时间的细心观察,芳芳发现,到了晚上7点钟后,芙蓉树的叶子就开始下垂,慢慢地闭合,紧紧地“抱住”叶柄;晚上10点钟,叶子全部闭合;第二天天亮后,这些合拢的叶片又重新张开。难道说植物也“睡觉”吗?

真相是这样的

没错,植物也会睡觉,和人类一样,它们也有自己的作息时间。以芙蓉树为例,这种随昼夜的光暗周期而变化的运动形式,是因夜晚到来的刺激所引起的感性运动,又称为“感夜运动”或“睡眠运动”。许多植物都具有这种运动。如大豆、花生和含羞草等的叶子,白天的时候,迎着朝阳舒展,到了晚上就成对地合拢起来。芙蓉树的感夜运动则表现为晚上叶子合拢朝下,白天舒展朝上。

芙蓉树的这种感夜运动是因叶柄上侧和下侧的生长素的含量随昼夜变化不同所引起的。白天,叶子中生成的生长素向叶柄移动时,较多地集中在与叶柄的下侧的筛管连接的叶片部分,因这部分生长素浓度高,生长快,所以使叶子朝上。但到了晚上,生长素在叶柄的上侧含量比下侧高,使上侧生长加快,就导致了叶片朝下,以防止水分的散失。

其实,不仅是植物的叶子有睡眠的需要,就连花朵也要睡觉哦。比如,在水面上绽放的睡莲花,每当太阳升起的时候,花瓣就慢慢舒展开来,好像刚从酣睡中苏醒,当夕阳西下时,它又闭拢花瓣,重新进入睡眠状态。

更为有趣的是,植物不仅要睡眠,睡眠的姿势还各不相同呢。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。

植物和人一样按时作息,真是太有趣了!下面再给大家说一说植物吐水的现象。在夏天的雨后,你仔细观察会发现一些植物的叶片尖端处,垂挂着亮晶晶的水珠,这可不是露珠哦!这是植物的吐水现象。

吐水是指植物通过水孔、吐水组织、排水毛等以水滴的形式排出水分的现象。原来,在植物叶片的尖端或边缘有一种小孔,叫作水孔。这些水孔和植物体内运输水分和无机盐的导管相通,植物体内的水分可以不断地通过水孔排出体外。

当外界的温度高,气候干燥的时候,从水孔排出的水分很快就蒸发掉了,所以,我们看不到叶尖上有水珠。如果外界的温度很高,湿度又大,高温使根的吸收作用旺盛,湿度大抑制了水分从气孔中蒸发出去,水分就会从水孔中流出来了。

那么,植物为什么会吐水呢?这是因为到了夜晚,气温降低,植物蒸发的水分少了,可根还在不停地吸水,就会使植物的“肚子”胀得难受,就只能把多余的水分吐出来了。

当植物爱上音乐

故事里的大学问

20世纪50年代末,美国伊利诺伊州有个叫乔·史密斯的农学家在温室里种了玉米和大豆,严格控制温度、湿度、施肥量等各种条件,之后又在温室里放上录音机,24小时连续播放《蓝色狂想曲》。不久后,奇迹发生了,他发现“听”过乐曲的种子提前两个星期萌发,而且长出的茎干要粗壮得多。

后来,乔·史密斯又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多公斤玉米。他还惊喜地发现,“收听”音乐长大的玉米长得更快,颗粒大小匀称,且成熟得更早。

真相是这样的

看来,不仅是人类喜欢美妙的音乐,就连植物都对音乐情有独钟啊!听了音乐的植物就会生长得更好,这是什么原理呢?

音乐能促进植物生长是由于声波的刺激作用,植物的叶片表面分布着许多气孔。气孔是植物与外界环境进行气体交换和蒸发水分的“窗口”。播放音乐后,音乐的旋律会经空气传播产生有节奏的声波,这声波振动刺激植物叶片表面的气孔,可增大气孔的开放度,从而使植物吸收更多光合作用的原料——二氧化碳,使光合作用更加活跃,合成的有机物质不断增加。同时也增强了植物的呼吸作用,为植物的生长提供了更多的能量。

如果播放了植物不爱听的音乐,它们会表示出厌恶,甚至会付出死亡的代价,比如玫瑰听到摇滚乐后就会加速花朵的凋谢,而牵牛花听到摇滚乐的四个星期后完全死亡。

植物喜欢音乐,高兴的时候,它们还会“手舞足蹈”呢!

在西双版纳热带植物园里,有一种通晓音乐的草,它的触觉非常灵敏,能靠声波震动叶子。当有平缓的音乐声时,叶子就会随平缓声音的升降上下摆动,植物学家们给它起了一个名字,叫跳舞草。据科学研究,跳舞草起舞的原因主要与温度、阳光和一定节奏、节律、强度下的声波感应有关。

能“吃”人的植物

故事里的大学问

19世纪一位名叫卡尔·李奇的德国人在探险归来后说:“我在非洲的马达加斯加岛上,亲眼见到过一种能够吃人的树木,当地居民把它奉为神树,曾经有一位土著妇女因为违反了部族的戒律,被驱赶着爬上神树,结果树上8片带有硬刺的叶子把她紧紧包裹起来,几天后,树叶重新打开时只剩下一堆白骨。”

于是,世界上存在吃人植物的骇人传闻便四下传开了。为此,在1971年有一批南美洲科学家组织了一支探险队,专程赴马达加斯加岛进行考察,但并没有发现有吃人的植物,倒是找到了一些能吃昆虫的植物。

真相是这样的

众所周知,自然界中有不少动物是吃肉的。可是,令人难解的是自然界中还有吃肉的植物,那么,什么是肉食植物?它们为什么要食肉呢?

世界肉食植物协会定义肉食植物必须符合以下4个必备条件:引诱昆虫、捕捉昆虫、利用消化液来分解昆虫、吸收养分以维持生长。以上4个条件必须同时兼备才可以被称为肉食植物。

很多肉食植物都生活在沼泽或潮湿、布满石头的山谷中,沼泽地土壤中有大量的积水,积水的流动性很大,其中的离子状态的矿物质营养物质也会随水流动,使植物无法获取营养。

沼泽及山地是芦苇与杂草一类纤维植物生长的地方,它们仅需要少量的营养物质就可以满足其自身的需要,但肉食植物则无法做到这一点。在如此严峻的生存环境下,肉食植物只能改变从土壤里要营养的习惯,将目标锁定在昆虫上。常见的肉食植物有以下几种:

1.猪笼草。

猪笼草生长在贫瘠或者酸性土壤中,它的“撒手锏”是一个装满液体的深囊,我们把它称为捕食囊。它利用视觉诱惑或花蜜吸引的方式,将正在觅食的昆虫吸引到由叶子组成的碗杯状的捕虫囊中。捕虫囊的内侧囊壁光滑,呈槽型,昆虫一旦爬进来就很难爬出去。昆虫落入囊内会被液体淹没并逐渐被分解,分解的方式有两种:一种是利用雨水冲到囊中的细菌进行分解,另一种是用猪笼草自己产生的消化酶进行分解。

2.茅膏菜。

茅膏菜叶子上的腺毛顶部能够产生黏性分泌物,就像阳光下闪耀的露珠。茅膏菜不仅生长在沼泽地区,在沙地,缺少氮、磷的矿质土壤中也较常见。因缺少植物代谢所需要的硝酸还原酶,茅膏菜依赖捕猎昆虫补充氮元素。茅膏菜有两种不同的腺体帮助它捕捉和消化昆虫:长茎腺体分泌有香味的黏液吸引昆虫,而无茎腺体则吸收昆虫的营养。

茅膏菜叶子上的腺毛顶部能够产生黏性分泌物,腺毛非常敏感,为了使昆虫接触到更多腺体,腺毛会向叶子中心弯曲。当昆虫被香味吸引接触到腺毛时,就会被黏住,无法脱逃。腺毛能够产生含有蛋白酶和磷酸酶的消化酶,一旦猎物被俘获,消化酶的产量就会增加,大约四天后,昆虫就成了茅膏菜的大餐了。

3.捕蝇草。

最初捕蝇草只生长在美国南卡罗来纳州南部和北部的沼泽地带。因外形奇特加上捕食的速度快,所以,捕蝇草也被称为“捕鼠器”。它的叶子从中脉形成可以咬合的两个叶片,长有短刺的叶片向外张开,看起来像贝壳。这些硬刺非常敏感,当有物质碰触到它们后,叶片会立即咬合,整个过程不到一秒。不过,只碰触一个硬刺是不会诱发闭合的,只有当一个硬刺被碰触两次以上,或两颗硬刺被连续碰触时才会引发叶片闭合。当叶片闭合后,顶部的硬刺相互咬合,就像把猎物关进了大牢。随后,硬刺产生的消化酶会分解猎物蛋白质,从而得到氮的补充。如果捕获的猎物不是食物,捕食器会在12小时后重新张开,并将其“吐”掉。

你知道世界上寿命最短的植物和最长寿的植物是什么吗?

在非洲的撒哈拉大沙漠,有一种叫“短命菊”的植物,它是世界上最短命的植物。在干旱的沙漠里,雨水十分稀少,只要有一点点雨滴的湿润,短命菊的种子就会马上发芽生长。在短暂的几个星期里,就完成了发芽、生根、生长、开花、结果、死亡的全过程。短命菊寿命如此短,是因为它生活在自然条件十分严酷的高原或沙漠里,为了生存下去,锻炼出了能在短暂的时间里完成整个生命历程的特殊本领。

世界上最长寿的植物当属龙血树,龙血树的生长异常缓慢,几百年才长成一棵树,几十年才开一次花,一年之内树干增粗不到1厘米,被誉为植物中的活化石。它在植物界中的生命期最长,树龄可达八千多年,是地球上最长寿的树。

像瓶子一样的树

故事里的大学问

一位旅行者孤独地走在南美洲的巴西高原上,他迷了路,身上的粮食、水都已经用光了,他想求助,可是远远望去,连户人家都没有。太阳火辣辣地烤着大地,恨不得把每一滴水都蒸发掉。再这样下去,旅行者很快就会体力透支,找到水是目前最迫切的任务。

旅行者努力地抬起头,望向远方,一棵长相奇怪的树出现在他的眼前,“真是太奇怪了,这是一棵树还是一个瓶子呢?说不定它就是一个给我送水的大瓶子。”旅行者强打着精神,走了过去。他掏出刀子,迫不及待地在树上挖个小孔,他希望这就像是一个破了口的瓶子,能流出甘甜的水来。天呀!他竟然真的喝到清凉的水了。

你知道旅行者见到的是一棵什么树吗?

真相是这样的

这位旅行者见到的是纺锤树,也叫瓶子树,生长在南美洲的巴西高原上。它的样子非常奇特,远远望去很像一个巨型的纺锤插在地里,中间粗,两头细,树身光秃秃的,只在树顶长着稀疏的枝条和树叶。

纺锤树长得如此怪异,是因为它的体内要储存很多的水分,树中间膨大的地方最粗的直径可达5米,大约可贮水2吨。那么,为什么它要储存这么多水分呢?这当然与它的生活环境息息相关了。

巴西北部的亚马孙河流域,炎热多雨,为热带雨林区;南部和东部,一年中旱季较长,气候非常干旱,为稀树草原地带。处在热带雨林,一年里有雨季也有旱季,但是雨季非常短,而纺锤树就生活在这个中间地带。

纺锤树旱季落叶或在雨季萌出稀少的新叶,是为了减少植物体内水分的蒸发和损失。它的根系很发达,在雨季来到后,尽量地吸收水分贮水备用。一般一棵大树可以贮水2吨左右,犹如一个绿色的水塔,这样它才不会在漫长的旱季干枯而死。

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