国内外学者在研究空气污染对植物的影响时，发现污染物不仅能造成植物外部形态的可见伤害，如叶片伤斑、果实变小、植株生长减缓甚至死亡等，而且对植物叶片内部细胞的生理生化活动也会造成一系列看不见的影响，如光合能力下降、叶绿素含量减少、细胞膜透性增大、酶的活性改变等。特别有趣的是，多数植物在受到空气污染时，也会表现出呼吸强度增大的“气喘吁吁”现象。有人将多种植物置于一定浓度的有害气体（氯气）的环境中，经过一段时间的“熏气”处理后，结果绝大多数植物的呼吸强度有了明显的增加，其中雪松、桧柏、中山柏等植物叶片的呼吸强度“熏气”后提高了一倍多，女贞、瓜子黄杨、铅笔柏等植物提高20～60%。植物为什么在受到空气污染时也会“气喘吁吁”增大呼吸强度？目前还没有一个令人信服的解释，有待人们去进一步揭秘。
植物对空气污染的“气喘吁吁”反应，是植物对不良生存环境的应变反应。利用这种反应人们可以了解污染物对植物的危害和影响情况。
植物为什么会闭花受精
春华秋实，开花结籽，这是植物世界繁殖后代的一般规律。然而有的植物却偏偏不“循规蹈矩”，有花不开放，但却照样能够繁殖后代。例如，堇菜科的一些植物，它们的花就永远不开放。在这些关闭着的花朵里，早在花芽时期就进行白花受精。这时候，它们的花粉可以直接传递到同朵花内的雌蕊上，或者花粉在花粉囊内萌发，花粉管穿过药壁而伸入子房，从而完成受精过程。这种特殊的生理现象在植物学中被称为“闭花受精”。植物为什么会闭花受精呢？
早在100多年前，英国著名生物学家达尔文，曾在研究植物受精的过程中指出，闭花受精是白花传粉植物的一种受精方式。而凡是属于自花传粉的植物往往对后代产生不利影响。因为雌雄两方的生殖细胞处于类同的生活条件中，它们的遗传性非常相似，受精卵内的遗传物质单纯，所以其后代必然会缺少适应环境的能力。可是，既然有如此不利的因素，那么自然界里它们为什么还没有被淘汰呢？达尔文和以后的一些植物学家解释说，那是与保证繁殖后代有关系，例如闭花受精的植物能避免大量的花粉被昆虫吃掉，或者能防止花粉因受潮湿而失去繁殖能力。
然而以上的解释似乎显得有些牵强附会，植物学家们一直猜不透其中的原因。直到本世纪80年代，美国植物学家敏特和劳德两人，通过两个有趣的实验，提出了一个植物之所以会闭花受精的新奇论点。他们认为，植物有花不开，进行闭花受精，也许是植物所采取的巧妙的节能“策略”。
这两位学者的研究对象是生长在美洲的一种植物，名叫大花寇洛玛草。这种植物有一个十分有趣的特点，就是既产生能开的花朵，进行开花受精，同时也产生不开的花朵，而那些不开的花朵内则进行的是闭花受精，也就是说，两种受精现象兼而有之。敏特和劳德在研究中发现，当气候干燥，植物缺水时，这种植物会开放的花朵数量就减少，不会开放的花朵数量则增加，结果植物便以闭花受精作为它的主要受精方式。可是当水分充足，植物不缺乏水时，会开放的花朵就增加了，而进行闭花受精的不会开放的花少了。这种奇怪的开花现象是由什么来控制的呢？后来他们在分析测量植物体内物质成分时注意到，当缺水时，植物体内的一种激素一脱落酸的水平明显增加。根据这一现象他们推测，会不会是脱落酸控制着植物的闭花受精呢？
敏特和劳德为了证实以上的推测，就用稀释的脱落酸激素喷洒在供水充足的植物上，结果这些并不缺水的植物也象缺水植物一样，产生大量闭花受精的花朵。显然，第一步的设想得到了证实，这使他们联想到，脱落酸与植物体内的另一种激素——赤霉素，是互相拮抗的激素，那么，赤霉素会不会控制植物的开花受精呢？他们又用赤霉素喷洒干旱环境中的大花寇洛玛草，结果，干旱缺水的植株开放了大量的花朵，闭花受精的花朵则明显减少。这一实验表明，植物控制开花受精和闭花受精的机理已经找到了。那就是缺少水分时，植物体内脱落酸增加，使植物闭花受精。而水分充足时，植物体内赤霉素增加，使植物开花受精。
为什么植物在干旱时要大量依靠闭花受精呢？敏特和劳德通过进一步研究后发现，植物开花受精消耗的能量要比闭花受精多，于是提出闭花受精是为了节约能量的新论点。他们认为，植物开花后，要使花朵维持到受精，这一过程需要消耗相当多的能量。在缺水情况下，植物体内往往会发生“能源危机”，无法供应开花所需的能量。这时如通过闭花受精，甚至在花芽时期就完成受精，便可以缩短花期，节约能量，保证了后代的繁殖。
什么是植物全息现象
“全息”，是1948年物理学家弋柏和罗杰斯发明了光学全息术后提出的一个概念。在物理学上，全息的概念是明白易懂的。例如，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。所谓“生物全息”，就是生物体每个相对独立的部分，在化学组成模式上与整体相同，是整体的成比例的缩小。
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，马路边的棕榈树，它的一张叶子，由薄扇似的叶片和长长的叶柄组成，仔细观察一下叶子的整个外形，当把它竖在地上与全株外形相比时，你会发现，它们的外形是多么的一致，只是比例的大小不同而已。一只梨子，它的外形与它的整体果树外形吻合。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，叶脉为网状的植物，它们的分枝多呈网状。在植物的生化组成上，也有明显的全息现象。例如，高粱一片叶上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。
有趣的是，当进行植物离体培养时，也发现了植物的全息现象。若将百合的鳞片经消毒用来离体培养，发现在鳞片基部较易诱导产生小鳞茎，即使把鳞片从上到下切成数段，同样发现小鳞茎的发生都是在每个植段基部首先产生，且每段鳞片上诱导产生小鳞茎的数量，遵循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、矩叶菊、花叶芋和彩叶草等多种植物叶片为外植体，进行同样的试验观察时，都能见到这种全息现象。
植物全息的规律应用于农作物的生产实践，已产生了惊人的效果。例如，马铃薯的栽种，习惯以块茎上的芽眼切下作“种子”。但长期以来，人们并没有考虑到块茎上芽眼之间的遗传差异。根据植物全息的原理，想来这些芽眼之间必定会有特性的区别。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）芽跟结块茎的特性也一定较强。于是，为了证实上述的想法，科学家做了系统的试验。分别以“蛇皮粉”、“跃进”等5个马铃薯品种的块茎为材料，将它们的芽眼切块成远基端芽眼和近基端芽眼两组，进行种植比较试验。实验结果，以远基端芽切块制种生产时，各个品种均增产，平均增产达19.2%。
上述在农业上的全息应用实例给人以启示。人们自然会问，小麦、水稻……，它们的留种应该采用什么部位制种呢？这些有趣而具生产实践意义的全息课题，目前不少人正在试验观察中。不过，人们在长期的生产实践中，个别的生产措施，也是符合生物全息规律的，只不过未意识到这点罢了。例如，我国不少地区种植玉米的农民，他们在留种时，习惯把玉米棒上中间（或偏下）的籽粒留下作种，而把两端的籽粒去除，确保玉米的年年丰收。这种玉米籽粒的留种方法是符合生物全息规律的。因为玉米棒子是在植株的中间或偏下部分着生的，而作为植株对应全息的玉米棒，其中间（或偏下）着生的籽粒，在遗传势上也一定较强。经试验，以这种方法制种，可以增产35.47%。
全息生物学观点的提出，虽然只有短短的几年，但已引起了不少人的强烈兴趣，国内已先后4次召开全国性的学术会议，交流了各方面的研究信息，在国外，日本、巴西等国的有关学者对“全息生物学”的提出也给予了极高的评价。目前，对植物全息现象的观察研究，方兴未艾，无数未解之谜还有待人们去揭开。
年轮与气候有什么关系
年轮即木材上的纹理。春回大地之时，紧挨着树皮里面的细胞开始分裂；分裂后的细胞大而壁厚，颜色鲜嫩，科学家称之为早期木，树干里的深色年轮就是由早期木形成的。在这以后，树又进入冬季休眠时期，周而复始，循环不已。这样，许多种树的主干里便生成一圈又一圈深浅相间的环，每一环就是一年增长的部分。这种年轮在针叶树中显著，在大多数温带落叶树中不明显，而许多热带树中则根本没有。
如今年轮已成为科学研究的一个重要领域。树被称为活档案，年轮就是记录。它不仅说明树木本身的年龄，还能说明每年的降水量和温度变化。年轮上可能还记录了森林大火、早期霜冻以及从周围环境中吸取的化学成分。因此只要我们知道了如何揭示树的秘密，它就会向我们诉说从它出世起，周围发生的大量事情。而现在这个学科的热点课题是从年轮中测出过去的气象以及气象的重大变化。
运用年轮的研究成果开始于本世纪初，美国的学者道格拉斯1901年在一家伐木营地考察那里树木的年轮型式，想找出证据说明这些年轮中记录了以11年为周期的太阳黑子活动。他没有立即找到证据，但他注意到，一个地区和另一个地区的年轮型式似乎一无二致。例如，一个伐木营地新伐的树木，里面是两道薄薄的年轮，外面是三道厚厚的年轮，其它营地新伐的树木也是这样。人们可以推断，这种型式表明，两年是坏天气，三年是好天气。道格拉斯注意到，他发现的这种型式的年轮似乎在亚利桑那州北部到处皆有。
在本世纪的头20年中，道格拉斯继续研究年轮的型式。通过识别年轮来测定古老建筑的年代是道格拉斯的创举。美国西南部印第安人村庄的废墟，长期以来引起了考古学家的兴趣。那些村庄原由工匠精心建造，其中有许多房屋显然已经使用了好多世纪，可是后来不知何故，那些村庄都废弃了。据估计，那些村庄早在公元前2000年就已存在。道格拉斯从1916年起开始考察印第安村庄废墟残留的木料，研究其年轮以确定其年化。到1929年，他终于制成一个“浮动”年表。
有文明传统的地方，在使用年轮方面可能出人意料，令人惊讶。比如说，在中世纪俄国的诺夫哥罗德，街上泥泞不堪，市民就往路面铺原木。一层陷进泥里就再铺一层，到现在至少有28条街已经堆满了一层又一层的原木，这些原木的年代从公元953年起一直到182年，真是年轮博览会。又如，像伦勃朗和鲁本斯等艺术大师的油画，分析其橡木油画板上的年轮型式就可知作画的年代。
现代年轮学可以说起源于60年代生物学家弗里茨在亚利桑那大学的研究工作。弗里茨和他的同事仔细考察了塔克森附近一些树的生长过程，他们给树枝乃至整棵树都套上了塑料膜，以断定一棵树究竟摄取和放出了多少各种各样的气体。经过8个寒暑的工作，他们终于详尽地了解了一环年轮生长的全部过程。
他们把美国西南部周围年轮的数据收集起来，同80年来的气象记录进行比较，就会看出年轮如何反映出气候。因此，对于没有气象记录的时期，我们从一环年轮形成的情况可以推断出当时的气候。弗里茨就这样把美国和太平洋北部的气象图编制到大约公元1600年。
年轮专家还研究了酸雨对美国东部森林的影响。哥伦比亚大学的戈登·雅各比解释说，随着树越长越老，年轮也变得越来越薄。这是正常的老化过程。因而可以得出结论：酸雨对树起着相反的作用。我们还必须比较气象数据以排除树生长减慢的其它可能原因。要证实酸雨的影响，必须找出正常条件以外的生长受阻情况。雅各比在新英格兰州周围的12个圈定地区中看到有3个地区受酸雨影响，其余9个地区没有受酸雨影响。
此外，年轮还记录了火山爆发、地震等自然现象。像圣海伦斯火山爆发时，大量灰尘和气体进入同温层，遮住大片阳光。这会使温度降到冰点以下，给树内留下一道叫做霜轮的特殊标记。而地震则会给树造成损害，使树在以后的一些年中产生较薄的年轮。
在某些情况下，年轮也可以用来证明环境污染的影响。由于几世纪以来不断燃烧煤和石油，大气层中二氧化碳大量蓄积，从而造成未来的地球气温升高。年轮气象关系学国际计划的数据将扩展到公元1700年，这个年代比开始燃烧煤和石油的产业革命时期还要早得多。研究者说：“没有这种数据基础，大气层科学家要想确切地知道渐暖趋势，恐怕还要用8年到20年的时间去观察气温和二氧化碳。到那时，恐怕为时过晚了。”
植物与动物何时分野
在生命简单到复杂、由低级到高级的漫长进化史中，很重要的一个环节是动植物的分野。两者之间的分化大大加快了生命的进化速度，那么，动植物究竟是何时开始分野的呢？
