许多人会说,难道这不是露水吗,怎能把露珠当汗珠呢?其实,露水固然有,但植物的汗水也是名副其实的。
白天,植物在阳光下进行光合作用,叶面上的气孔张开着,既要进行气体交换,也要不断蒸发出水分。可到晚上,气孔关闭了,而根仍在吸水。这样,植物体内的水分就会过剩,过剩的水从衰老的、失去关闭本领的气孔冒出来,这种现象,植物学上就叫做“吐水”。除此之外,植物还有一种排水腺,叫它“汗腺”也可以。这里也是排放植物体内多余水分的渠道。
植物的“汗”一般在夏天的夜晚流出,有时在空气潮湿、没有阳光的白天也会出汗。化验一下就知道,植物的汗水里含有少量的无机盐和其它物质,它与露水是有区别的。
植物的吐水量因品种不同而有差异。据观测,芋头的一片幼叶,在适合的条件下一夜可排出150滴左右的水,一片老叶更能排出190滴左右的水,水稻、小麦等的吐水量也较大。
如果说植物的发烧通常是病理现象的话,那植物出汗却是一种生理现象,是为了保持植物体内的水分平衡,是为了使植物能正常生长。
蔬菜之家
在植物世界里。有一个名叫十字花科的家族,现在已被公认为“蔬菜之家”。经统计,若不计瓜类、豆角类,其成员几乎占到人们所吃全部蔬菜种类的1/4。不过据考证,在远古的时候,该家族虽然成员众多,却大都出入于原野荒滩,并没有什么名气。但自从后来该家族在欧亚非三大陆交界的地中海沿岸地区出了芸薹和甘蓝俩兄弟,芸薹又娶了伊朗的黑芥姑娘生了芥菜之后。众多子孙练就十八般功夫,并到蔬菜王国谋得了职位,他们家族就逐渐鼎鼎大名了。
甘蓝从地中海往欧洲北海沿岸发展,它的后代最了不起,形态变化很多,包括了:结球甘蓝、球茎甘蓝、羽衣甘蓝、抱子甘蓝、花椰菜、青花菜等变种。结球甘蓝,别名洋白菜、圆白菜、卷心菜、包菜等,它叶片肥厚,紧紧拥抱成团,而且营养丰富,已经遍布世界各地,成为最为普遍种植的一种蔬菜。花椰菜的花序花梗肉质,簇拥成紧密的花球,也是人们餐桌上常见的蔬菜。如不采食,任其自然发育,花椰菜和结球甘蓝一样,都能长出高高的花序,并结出果实和种子来。球茎甘蓝又叫苤蓝、擘蓝,也很有名气的蔬菜之一。羽衣甘蓝、抱子甘蓝、青花菜也都别具特色,深受人们欢迎。
芸薹的后代有的向西亚中亚地区迁移,有的一直来到中国南方、中国北方,分别形成了芜菁、白菜、大白菜、油菜几个亚种。白菜亚种后来发生变异,又形成了乌塌菜、紫菜薹、薹菜等变种。而大白菜的变异也使其由散叶类型演化出了半结球变种和结球变种。大白菜的模式产地还是中国北京,以往它是北方人们冬天所吃的主要蔬菜种类。薹菜和紫菜薹不是一回事,它长得和胡萝卜十分近似,肉质根发达且花薹娇嫩。乌塌菜,也叫塌棵菜,主要分布长江流域,在春节前后收获,以经霜雪后味甜鲜美而著称。芜菁又名蔓菁、圆根、盘菜,现在欧亚北美广泛种植。芜菁甘蓝是芜菁和甘蓝的爱情结晶,我们也称之为洋大头菜或瑞典甘蓝。
芥菜迁居中国,演化出了根芥菜、茎芥菜、叶芥菜、薹芥菜、芽芥菜、子芥菜和芥蓝等变种。中国的四川、重庆地区是芥菜的分布中心。当地的人们用茎芥菜制作榨菜,已经名扬国内外。根芥菜,也叫大头菜、芥菜疙瘩,现在全国以至世界各地都在普遍种植,并用来腌制咸菜。雪里蕻(雪里红、雪菜)属于叶芥菜,可制作霉干菜。子芥菜当然是拿种子磨成芥未了。芥蓝,是中国特产蔬菜,主要分布于华南地区,和紫菜薹一样都是以肥嫩的花薹和嫩叶供食用,脆嫩香甜。
萝卜是芸薹、甘蓝、芥菜的表亲(不是一个属的),在蔬菜之家也很重要。虽然萝卜的变化之功仅仅体现在根上,但也演化出了许多的品种,数不胜数,例如大白萝卜、红萝卜、心里美萝卜等等。除此之外,蔬菜之家又出了不少新秀,比如荠菜等一些野菜。
番茄为何分酸和甜
人生存所需的能量、营养是通过“代谢”获取的;一旦某种“代谢途径”出了问题,健康就会受到影响。同样,由“代谢产物”决定的蔬菜、水果的营养、色泽、口感、抗病性等不同品质也是这样。同样是西红柿,有的皮厚耐贮藏;有的皮薄易烂;有的偏酸富含维生素C;有的偏甜口感好。到底是哪些“代谢物”引起的这些差异?谁是真正的控制因子?如何才能获得理想的品质?中外科学家的一项最新研究,首次在世界上揭开了植物代谢的奥秘。
蕃茄
中国农业科学院留荷学者、荷兰格罗宁根大学生物信息中心傅静远博士和荷兰瓦赫宁根大学的J.J.B.Keurentjes和C.H.R.deVos博士联手,创造性地将遗传基因组学的新理论,运用到代谢组学上。他们揭示出75%的代谢产物的差异性是遗传因素引起的,而不同生态型间的“代谢物”组成的巨大差别,表明了代谢物对提高植物对环境适应性有着重要作用,也决定了作物的营养、抗性和其他重要品质。
这一最新研究成果发表在英国出版的一期世界顶尖科学杂志《自然遗传学》上。
研究人员选用了被称作植物界的“小白鼠”拟南芥作模型。研究发现,类黄素代谢的新基因只存在生态型“Ler”中。
研究人员在对拟南芥14种生态型和160个“Ler”和“Cvi”生态型杂交形成的杂交重合体,进行了非特异性代谢产物分析后,共分离出2500种代谢化台物。其中,只有13.4%的代谢物存在所有14种生态型中,而706种代谢物足各生态型特有的,有853种代谢物只在杂交重合体中发生。
研究证实,在单一植物不同生态型中存在着显著的代谢差异,而杂交过程可以导致代谢物组成和数量上的变化。这一发现,对传统育种的代谢工程的改造和生物技术的发展有着重大意义。
用这种方法,研究人员全面掌握了代谢调控的主要基因位点,通过这些位点的筛选、变异,可大大提高育种效率。对全面、整体研究代谢途径提供了可能,并有助于发现新的代谢物和代谢途径。
此前,一直是对代谢途径作“窗口式”的研究,如今,用遗传学、生物信息学的方法,却打开了“一扇门”。
由此,寻找出水稻、小麦、玉米等粮食作物及各种蔬菜、花卉的同位基因,从而提高了育种效率以及加快了农业生物技术的进程。
《自然遗传学》评审称:“这项研究有着重大意义,是对代谢组学的重大推进。其研究结果表现的代谢调控是特异性、构成性、发展性和生理性的。”
该研究还对具有特异性的“未来农业”产生重要影响。比如,以后生产的水稻不再是单纯意义上的,人们可以选择最适合自己“代谢特质”的不同营养组成的大米。
黑色花卉为何稀少
植物花卉品种繁多,花色万紫千红,五彩缤纷,惟有黑花稀有少见。据统计,全球4100多万种植物中,只有8种开黑色花,植物界的黑花为何如此稀少?
据最新研究分析,黑色花稀少的根本原因,是太阳辐射与花卉本身的生理特点决定的。太阳光由7种不同颜色的有效光线组成,每种有色光线的光波长短不同,所含的热量也有明显的差异。在植物界中,红、蓝、橙、白色的花朵,能反射含热量高的有色光。使之免遭高温灼伤,具有自我保护的能力。而黑色花正好相反,吸收热量的能力强,可吸收太阳光的全部光波,使花体内部组织产生高温灼伤,难以生存。如此,经过长时间自然淘汰,黑色花也就固然难得了。
如何区别迎春、连翘和探春
迎春、连翘都是木犀科花木,有很多相似之处,例如都是落叶灌木,叶对牛,花黄色,先开花后长叶等,但两者的区别也是明显的。迎春老枝灰褐色,小枝四棱状,细长,呈拱形生长,绿色。叶全为三出复叶,呈十字形对称生长,叶片较小,卵状椭圆形,全缘,先端狭而突尖。花单生、黄色,高脚碟状,着生于头年生枝条的叶腋间。
而连翘枝条为圆形,小枝浅褐色,茎内中空。常下垂,叶片较大,形至长椭圆形,上半部分有整齐的锯齿,下半部分全缘。单叶或3叶对生,其中顶叶较大,两侧叶小。花金黄色,花瓣较宽。迎春与连翘的主要区别是:迎春花的花每朵有6枚瓣片,连翘只有4枚;迎春的小枝绿色,而连翘的小枝颜色较深,一般为浅褐色;迎春花很少结实,连翘花结实。
迎春与探春虽也有许多相似之处,但两者的区别也是不难识别的。迎春的形态特征如上所述。探春为半常绿灌木。枝条绿色,光滑无毛,但有棱角。叶为互生奇数羽状复叶。小叶通常为3枚至5枚,卵形或长椭圆状卵形,先端尖。顶生聚伞花序,花冠金黄色,花形比迎春花稍大,花期比迎春花稍迟。两者的主要区别是迎春花的叶对生,而探春花的为互生;迎春花的花单生于头年生枝条叶腋间,而探春花为顶生聚伞花序。
植物的五大谜团
植物的“情感”之谜
1966年2月,有一个叫巴克斯特的美国人,他不是研究植物的学者,而是美国中央情报局的专家。有一天,他在给院子中的花卉浇水时,脑中突然闪出一个古怪的念头:用测谎仪的电极绑在植物叶片上,测试一下,看看水从根部上升到叶子的速度究竟有多快。结果他惊异地发现,当水徐徐上升时,电压渐渐下降,而指示曲线则急剧上升。更有意思的是,这种曲线图形,竟与人类在激动时测到的曲线图形相似极了。
难道植物也有“情绪”?如果真的有,那么它又是怎样表达自己的“情绪”呢?尽管这好像是个异想天开的问题,但巴克斯特却暗下决心,要通过认真的研究来寻求答案。
巴克斯特的研究引起了科学界的巨大反响,可是在当时,许多科学家认为难以理解,他们表示怀疑,甚至认为这种研究简直有点荒诞可笑。
不久之后,一位原先根本不相信植物有“感情”的科学家弗格博士,在一次实验中发现,当植物被撕下一片叶子或受伤时,会产生明显的反应。于是,弗格一改原来的观点,在一次科学报告会上指出,植物存在着一种可测量到的“心理活动”,通俗地说,就是植物会“思考”,也会“体察”人的各种感情,假如我们在这一领域进行更深入、更广泛研究的话,还可以按照性格和敏感性对植物进行分类,就像心理学家对人类进行分类那样。
几乎在差不多的时间,前苏联科学家维克多,在探索植物“感情”的研究中,又向前迈进了一步。他先用催眠术控制一个人的感情,将处于睡眠状态的试验者右手,通过一只脑电仪,与附近植物的叶子相连。随后,他对试验者说一些愉快或不愉快的事情,使试验者高兴或悲伤。这时,从脑电仪的记录仪看到,植物和试验者居然产生类似的反应。后来维克多还发现,当处于睡眠状态的人高兴时,植物便竖起叶子,舞动花瓣;当说起寒冷而使试验者浑身发抖时,植物叶子也会索索发抖;倘若试验者万分悲伤,植物便会沮丧地垂下叶子。
一连串神奇的新发现,使科学家们感到越来越难以理解,假如植物确实有丰富的“感情”,那么,它岂不是也会像人类那样产生活跃的“精神生活”?人们对这项研究的兴趣日趋浓厚。
1973年5月,加拿大渥太华大学生物学博士瓦因勃格,每天对一种叫莴苣的蔬菜做10分钟超声波处理,结果长势比没受处理的莴苣要好。后来,美国路易斯安那州的一名研究人员史密斯,有意对大豆播放《蓝色狂想曲》音乐,大约20天后,听音乐的大豆秧苗重量高出未听音乐的1/4。显然,植物喜欢听轻松愉快的音乐,也许正是这类音乐激发起了植物的某种“感情”,从而促使它们加快生长。
就算植物有“感情”,可它们又是怎样表达出来的呢?1983年,美国华盛顿大学两位生态学家奥律斯和罗兹,在研究受害虫袭击的树木时发现,植物在这样的情况下,不仅会产生“恐惧感”,而且还会往空中传播化学物质,对周围邻近的树木传递警告信息。
以上的发现,使我们对植物“感情”的认识大大加深了。最近,英国科学家罗德和日本中部电力技术研究所的岩尾宪三,为了能更彻底地了解植物如何表达“感情”的奥秘,特意制造出一种别具一格的仪器——植物活性翻译机。这种仪器非常奇妙,只要连接上放大器和合成器,就能够直接听到植物的声音。
根据大量录音记录的分析发现,植物似乎有丰富的感觉,而且在不同的环境条件下,会发出不同的声音。例如有些植物声音会随房间中光线明暗的变化而变化,当植物在黑暗中突然受到强光照射时,能发生类似惊讶的声音;当植物遇到变天刮风或缺水时,就会发出低沉、可怕和混乱的声音,仿佛表明它们正在忍受某种痛苦。在平时,有的植物发出的声音好像口笛在悲呜,有些却似病人临终前发出的喘息声。还有一些原来叫声很难听的植物,受到温暖适宜的阳光照射后,或被浇过水以后,声音会变得较为动听。
研究越来越深入,视野也越来越开阔。可是,尽管有以上众多的实验证据,但关于植物有没有“感情”的探讨和研究,依然没有得到所有科学家的肯定。不过在今天,不管是有人支持还是有人反对、怀疑,这项研究已成为一门新兴的学科——植物心理学,进入到科学殿堂的大门。当然。正因为它是一门刚刚诞生的新学科,里面便有无数值得深入了解的未知之谜。