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第20章 神秘的大自然(10)

在大自然中,有些花草观其色就能知道其味是香还是不香;有些花草听其名就能知其味;有些花草听其名能知其开花时间。但是,由于植物种类繁多,人们当初在给它们起名字时,往往择其一点,因此,我们不能光看名字来猜其气味和开花的时间。对于每一种花草,要知其香臭,必须身临其境,要想知道它开花的时间,必须亲自实践,详细观察。

花蜜之谜

百花之中,许多花都能泌出花蜜。花蜜是花朵中蜜腺细胞的分泌物,含糖丰富,故又名甜蜜。花儿泌蜜的多少要看天气,通常在暖和、晴朗的天气(气温16~25℃)蜜多,阴雨连绵(气温低于10℃)则蜜少。

雨水多少和蜜也有关系。雨水多,蜜就变得稀薄。此外雨水还能冲走花蜜,这对开敞式的花儿如椴花、柳兰花、枣花最有影响。

风对花蜜也有影响。强风(尤其是西北的干冷风)蒸发量大,使蜜腺细胞萎缩,花蜜自然减少。

有趣的是同一株植物上,上部花儿的蜜远比下部花儿的蜜少,这是由于下部花开得早,尽先夺去了养料的缘故。

农学家的经验证明,当种植草木樨、苜蓿、荞麦……这类出蜜的作物时,如施用磷酸盐和钾盐的合肥,则促使花儿出蜜多;如氮肥多则蜜少,因为有前者能使花儿长得丰满,自然蜜多,后者促使枝叶陡长,对产蜜不利。

此外,花儿多半在刚开,没有经过传粉受精的时候蜜最多,受精后就不出蜜了,因此蜜的产生是花儿招引昆虫(主要为蜂蝶)为之传粉的又一绝技。

春天,蜂蝶纷纷访花就是要采蜜(有一类花如罂粟、蔷薇,芍药不出蜜,名为粉花)。当蜂蝶采蜜时,顺便把花粉带到其他花朵上,这在客观上起了传粉作用。

蜜蜂对花蜜最为敏感。1929年一个科学家做了个有趣的试验:他用彩纸做了些假花扎在树枝上,蜜蜂根本不理,后来他在假花中注入了花蜜,蜜蜂就飞来了。

花蜜有一股特殊的甜味,蜜蜂就用它触角上的嗅觉器官探索,到花朵中蜜的隐藏处采蜜,而且它的味觉器官能辨别甜、酸、咸、苦等味,因此它能知道蜜的好坏。

据科学家统计,我国产蜜的植物多达3000多种,其中蜜最多者有几十种。枣花的蜜有甜、香、浓三大特色,蜜蜂爱采食,并且采食时常呈呆笨的姿态,故北方有“蜂吃枣蜜而醉”的农谚。此外,南北各地的荆条、油菜、紫云英、乌桕、龙眼、荔枝……的花蜜均多而好;柿花、荞麦花的蜜则较淡薄。

燕麦长“眼睛”

燕麦竟然也有“眼睛”?燕麦的“眼睛”其实是构成燕麦植标的细胞上的光感受器。依靠自己的“眼睛”,燕麦不仅能“看见”光,而且还能感受到光的波长、光照的强度和时间。不仅燕麦有“眼睛”,所有的植物都有“眼睛”。正因为如此,植物才能适时控制开花,变换叶子和根的生长方向。

20世纪初,欧洲的植物学家忽略了植物“眼睛”的作用,结果吃了大亏。起先,他们千方百计培育只长叶子不开花的烟草,以提高烟叶产量。但不开花就得不到好的烟草种子,人们只能在冬天到来之前把烟草搬人温室,让烟草在温室里开花结籽。烟草为什么只在温室开花?多次的实验证明,是光照的长短影响了烟草的开花。

50年代,我国东北的试验田曾试种过来自南方的水稻良种,它们长得像牧草那样茂盛,可就是不抽穗扬花,最后弄得颗粒无收。而东北的水稻良种引种到南方,往往连种子都捞不回来。这些都是忽略了植物“眼睛”的缘故。

近年来,植物学家加紧了对植物“眼睛”的研究,从而发现全世界的植物可分为白天光照需超过12小时和少于12小时的长日照植物、短日照植物以及对光照并无苛求的中性植物。科学家还发现植物“眼睛”比较喜欢天然阳光,而且各类植物偏好不同的光,譬如,清晨浅红色的阳光能使生菜籽发芽,黄昏时暗红的阳光则使发芽停顿。

经过不懈的努力,最近人们终于从植物细胞内提取出含量甚少(30万棵燕麦苗中只含几克)的感光视觉色素——一种带染色体的蛋白质,它就是植物的“眼睛”。染色体使蛋白质呈现蓝光,因而使“眼睛”具有吸收光的能力,对不同波长的光作出化学反应。如藻类能对红光、橙光、黄光和绿光都产生反应。清晨当太阳升起时,“眼睛”看到了浅红光就显得异常活泼,黄昏时分天边出现暗红色,视觉色素变得迟钝,植物就闭上了“眼睛”。

进一步研究还发现,因为有了“眼睛”,植物的全身才有灵敏的感觉系统,对光产生各种反应:有一种藻类用“眼睛”根据光照的强弱和角度,在水中游动,甚至可以旋转卯90°。一些蓝藻为了寻找适宜的光照,还能在水中漫游,邻近的植株遮住了光线,“眼睛”就“命令”植物尽快生长,超过障碍,以求得充足的阳光。

人们利用细胞生物学的最新成果找到了植物的“眼睛”,但对它的了解尚嫌粗浅,要彻底揭开这个秘密,还得依靠科学家们的不懈努力。

风流草之谜

提起跳舞草,人们一定觉得很奇怪,人会跳舞,动物会跳舞,难道植物也会跳舞吗?会的。

在我国南方,有一种草叫长叶舞草,是多年生草本植物,属豆科,有1尺多高,在奇数的复叶上有3枚叶片,前面的一张大,后面的两张小,这种植物对阳光特别敏感,当受到阳光照射时,后面的两枚叶片就会马上像羽毛似的飘荡起来。在强烈的阳光下尤其明显,大约30秒钟就要重复一次。因此,人们把这种草又叫“风流草”和“鸡毛草”。

长叶舞草还有一位“姐妹”,叫圆叶舞草,它的舞姿更加敏捷动人。这种草分布在印度、东南亚和我国南方山区的坡地上。

除跳舞草之外,还有会跳舞的树。在西双版纳的原始森林里,有一种小树,能随着音乐节奏摇曳摆动,翩翩起舞。当有优美动听的乐曲传来时,小树的舞蹈动作就婀娜多姿;当音乐强烈嘈杂时,小树就停止了跳舞。更有趣的是,当人们在小树旁轻轻交谈时,它也会舞动,如果大声吵闹,它就不动了。

这种草跳舞的奥秘是什么?这一直是植物学家探讨的问题。对这种现象,科学家们有各种不同的解释。有人认为这是由于植物体内生长素的转移,从而引起植物细胞的生长速度的变化造成的。也有人认为是由于植物体内微弱的生物电流的强度与方向变化引起的。这都是从植物内部找原因,也有人从外部找原因。有人认为,因为这种草生长在热带,怕自己体内的水分蒸发掉,所以当它受到阳光照射时,两枚叶片就会不停地舞动起来,极力躲避酷热的阳光,以便继续生存下去,这是它们为了适应环境,谋求生存而锻炼出来的一种特殊本领。也有人认为这是它们自卫的一种方式,是阻止一些愚笨的动物和昆虫的接近。

关于这种草跳舞的真正原因是什么,至今还没有一致意见。

植物开花之谜

在绿色帝国里,花总是不可缺少的,有的开在春天,有的开在夏天,有的开在秋天,甚至有的还开在冬天。花儿点缀着草原,点缀着生活,给人们带来希望与欢乐。世界上如果没有花朵,那该是多么单调啊!花对人类、对自然是这么重要,因此,多少年来人们就试图解开花儿开放之谜,可时至今日,植物开花问题,仍给人们留下了种种谜团。

当人们把探索的目光投向植物开花时,发现它的机理极为复杂,只好认为植物内部有一种“特殊物质”支配着花的开放。这一说法是德国植物学家萨克斯于1808年提出来的。但“特殊物质”是什么东西,留给人们的仍是问号。无论萨克斯本人,还是其他科学家,都为寻找这种“特殊物质”付出了艰辛,可结果所获无几。

科学家们没有找到“特殊物质”,却发现环境的微妙变化,对植物的开花起到了一定的作用。比如人们发现,当森林里发生火灾时,浓烟会唤醒沉睡的凤梨,促进了花的开放。更奇怪的是,有人把风梨平放起来,就是在不开花的季节,它也会开出花来。再比如人们常见的鼠尾草,在充足的阳光下反而不易开花,如果几天连续对它进行黑暗处理后,却加速了花的开放。还有些植物,把其叶子全部摘去后,反而能很快开出花来。这些现象说明,植物从形成花芽到开出花来,并不是由植物内部的“特殊物质”决定的,而是取决于周围环境。

不过科学家们还是愿意从阳光上找开花的原因。1930年,德国植物学家克列勃斯通过实验,证明给植物创造某些条件可使它开花。他曾经做过这样的实验:把一种香连绒草放在很弱的光照下,栽培几年,开始它只是不停地生长,可就是不开花。后来,把它放到阳光充足的地方,竟然很快开了花。他又用其他植物做实验,也取得了同样的结果。经研究认为,光之所以能促进植物开花,是因为植物可以通过光合作用,促使体内不断积累炭水化合物。但克列勃斯经研究发现还不完全是这样,还与植物细胞内糖氮的比例有关。当细胞内糖的比例比氮多时,花就容易开放,如果氮少糖多,花就不易形成。这就是克列勃斯提出的著名的糖氮比例学说。

尽管克列勃斯的学说得到了许多读者的拥护和高度评价,可经过深入实验和研究,发现有些植物并不都喜欢阳光。比如有一种名叫“马里兰巨象”的烟草,它跟一般烟草不一样,花并不在夏末开,从夏到秋,只长叶,不开花。当把它栽到花盆里,放到温室后,竟然在秋冬季节开了花。在1920年发现这一现象的两位美国植物学家加纳尔和阿拉德,经过分析研究,估计白昼的长短是这种烟草开花的决定因素。为验证这种想法是否正确,他们在烟草地里建造了一座小木房,在白昼最长的7月间,每天下午4点就把它搬进屋内,第2天上午9点再搬出去。就这样几个星期以后,这种烟草终于在夏天开了花。这件事使人们发现,不同植物的开花,对日照长短的要求也不一样。

日照的长短对植物的开花是怎样产生作用的?德国的两立植物学家保斯维克和汉特立克从1959年开始,专门就这一问题进行了研究。经研究发现,原来是植物体内有一种叫“光敏素”的东西在起作用。这种色素对光特别敏感,当它吸收红光之后便会发生结构变化,就像计时器一样,让花儿什么时候开放就什么时候开放。但光敏素到底是什么东西,人们一直也没有摘清。

因为光敏素这一假说还有不能达到令人信服满意的地方,所以,前苏联科学家柴拉轩又提出了“开花素”的假说。他曾做过这样一个实验,他把5株苍耳嫁接在一起,只要有一片叶子得到正确的光周期处理,它们就全都开了花。这说明受到处理的叶子产生某种开花刺激物,这种物质可以通过嫁接传递到没有被处理的4株苍耳中,这4株苍耳也就开了花。柴拉轩把这种开花刺激物叫“开花素”。那么开花素是不是就是前面提到的光敏素呢?不是的。但科学家们认为二者有密切关系,是光敏素接受到正确的光处理以后,便像开关一样触发了开花素的合成,导致了鲜花盛开。

可有些科学家又从其他途径找到了植物开花的秘密。前苏联植物学家柯洛米耶茨认为,植物开花与植物体内细胞液的浓度有关。一般的苹果树苗在自然环境下,要3~4年才能开花结果,可这位科学家能让苹果树在一年内开花,他是经过多次实验之后才得出这一结果的。他在果树枝条生长快要停止之前的夏秋季节,进行大量施肥,大大提高了植物细胞液的浓度,就会导致苹果树开花。如果施肥的时间过早或过迟,都不会促进开花。

科学家们通过研究发现,人们可以用药物来调节植物的开花。几年前,中国科学院植物研究所的陆文梁等人以风信子花瓣为外植体进行培养,当培养茎中附加玉米素时,能直接诱导发生花芽,并在瓶中的培养物上直接开出鲜艳的花朵,若附加其他植物生长调节剂,就不会形成花芽。

看来,人们对植物开花的研究,从必然王国向自由王国迈进。但在前进的道路上,植物开花仍有许多谜团等待着人们去破译。

植物的睡眠之谜

植物是需要睡眠的,有些植物的睡眠是很容易就能观察到。比如合欢树,每到夜晚,就会把镰刀样的小叶子成双成对地合抱在一起,进入了“梦乡”。这时,花生的叶子也全都向上关闭着,小枝都有气无力地耷拉下来,显然,它已经熟睡了。睡莲也是这样,白天怒放的花朵,这时也都全都闭拢起来。第二天清晨,当太阳升起来的时候,睡了一夜的合欢叶子、花生叶子又都舒展开来,睡莲也慢慢张开了花瓣。

除合欢树、花生以外,还有红三叶草、酢浆草、白屈菜、羊角豆等,它们的叶子也都是晚上合闭,白天伸开。晚上睡觉的花朵,除睡莲外,还有郁金香、番红花、蒲公英等。

有些植物睡觉的时间不是在晚上,而是在白天。晚香玉就是这样,一到晚上就精神十足,白天却无精打采。烟草花是白天闭合夜间开放。

当夕阳西下时,睡莲就会闭拢花瓣进入睡眠状态。

随着季节的变化,当严冬到来的时候,植物的叶子就开始枯黄凋落,整个植株全部进入了休眠状态,各部分都停止了生长,在酣睡中度过寒冷的冬天。有的植物只是部分在睡眠,如腋芽。

植物学家把这种现象叫做睡眠运动,很早就引起了科学家的注意。

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