书城科普读物科学奥秘丛书-生命奥秘
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第10章 植物的孳生(2)

风做“媒人”,花粉难免吹落到其他地方而产生浪费。有人计算过,相隔2.5千米距离的两朵花,平均1440粒花粉中才可能有2粒花粉吹落到雌蕊的柱头上。其余的都刮得无影无踪,化作灰尘了。风媒花无奈只好以产生大量的花粉作为浪费的补偿。如松树的一个花序可产生16万粒花粉粒,以至每到春天松树开花季节,松树下总是落有一层硫磺色粉末。一株玉米可产生约5000万粒花粉,玉米开花季节如果我们在地里走一趟,会明显地感觉到花粉在扑面而来!风媒花以极高的“保险系数”保证了传粉能够实现。

有些落叶林中的风媒植物,还具有先花后叶的习性。榆树、杜仲、紫荆、杨树等,它们每年都在叶片萌发前开花。这样,成熟的花粉不受枝叶的阻挡,有利于花粉的传播。

水生植物的媒人

自然创造了植物,植物也适应着环境。植物种类千千万万,大自然对谁也不偏不倚,对每种植物都有精巧的设计,使各种植物以不同的方式传粉受精,延续后代。虫媒花植物以其艳丽的花色、浓郁的芳香和甜美的蜜汁,吸引各种昆虫来完成传粉过程。风媒花植物为了借助风力,只好把花粉变得细小如尘,甚至插上翅膀。然而,你知道水生植物是怎样传粉受精吗?“靠山吃山,靠水吃水”。水生植物的传粉只有靠水的帮助了。

水生植物中的黑藻和金鱼藻等,对这个问题解决方法很简单。只要它们细丝般的花粉散落在水面上,凭借徐徐的流水就很容易缠绕在雌花上,顺利地完成传粉受精。

最有趣的要算苦草了。它原产于地中海一带,是水鳖科的深水无茎草本。

叶片长而扁平,绿色透明,有利于水下进行光合作用。它还叫鞭子草、扁担草,都是由于它簇生的狭长叶而得名。

苦草扎根于淤泥中,根系发达,有很强的固着能力,既可以在静水里生活,又可以在湍急的流水中生存。植株终生沉于水下。

苦草雌雄异株。在一丛苦草的个体上只生长雄蕊,在另一丛个体上只生长雌蕊。每一朵雌花都长在一根花柄顶端,开始是卷编的,很短,端端正正地偃卧在叶子中间。花柄很快就生长起来,逐渐伸展,越伸展越长,最后终于把花朵托出水面,花开了,三支长长的雌蕊花柱脱颖而出,柱头上生着小穗子,很像一簇美丽的小羽毛。

这时水下的另一簇苦草雄株成熟了。它从叶腋中抽出穗状花序,花序外面包着佛焰苞片。开花时,佛焰苞开裂,一朵朵微小的雄花脱出佛焰苞而漂浮于水面,而花粉被保护得好好的,沾不上水。

露出水面的雌花在水面形成小小的凹陷,当雄花漂到这里便发生倾斜,花粉接触柱头便进行授粉。授粉完成后,雌花闭合,细长的花柄螺旋卷曲将子房缩回水中,在水下发育成果实。瞧,大自然给予了水下生活的苦草多么奇特的水面开花、水面传粉受精的方式!

自我繁殖

春耕秋收,开花结籽,是植物世界繁衍后代的一般规律。然而有些植物偏偏不“循规蹈矩”,有花不开放,可是照样能繁殖后代。例如薰菜科的一些植物,它们的花就永远不开放,在那些关闭着的花朵里进行自花受精,最后也能结出种子。自花受精植物中的这种特殊的植物生理现象,叫做“闭花受精”。

植物为什么会闭花受精呢?这个长期使科学家感到困惑的不解之谜终于在近些年有了答案。科学家们发现,植物有花不开、闭花受精竟是植物的一种巧妙的节能“策略”。

比如,有一种生长在美洲的叫做大花寇洛玛草的植物,它能产生开花受精和闭花受精的两种不同的花朵。两种受精现象兼而有之。当气候干燥植物缺水时,植物体内一种称为脱落酸的激素增加,不开放的花朵就增加,主要依靠闭花受精;而当水分充足时,体内赤霉素增加,会开的花就增加了,闭花受精减少了。

为什么干旱时植物大量依靠闭花受精呢?这是由于植物开花受精所消耗的能量要比闭花受精多。植物开花后,要使花朵维持到完成受精,这一过程要消耗相当多的能量,在缺水的情况下,植物体发生“能源危机”,无法供给开花所需的能量。这时,通过闭花受精,就可以缩短花期,节约能量,保证后代的繁殖。当然,植物没有头脑,不会思考。这样巧妙的“策略”,是植物通过长期进化自然选择而形成的。

兰花的拟态现象

讲到生物拟态现象,人们会马上想到竹节虫、枯叶蝶及非洲马达加斯加岛上的变色龙。其实,在植物王国里,也有许多拟态的高手。它们依靠自己惟妙惟肖的装扮,在自然界激烈的生存竞争中成为胜利者。兰科中的眉兰属植物就是人们还不太熟知的拟态名角。

每当春回大地,在地中海沿岸的草丛中,一种叫做角蜂眉兰的兰科植物就相继开出小巧而艳丽的花朵,静静地等待着“媒人”的到来。说来也真绝,这种眉兰圆滚滚、毛绒绒的唇瓣(由三枚花瓣的中间一枚特化而成)上分布着棕色的花纹,酷似雌性角蜂的身躯。这时,一些先于雌角蜂从蛹中钻出的雄角蜂,正在急于寻找配偶,误以为眉兰的唇瓣是一种雌蜂,便落在假配偶身上“求爱”。于是,在兰花唇瓣上方伸出的合蕊柱(花柱和雄蕊结合而成)上的花粉块,正好粘在了雄蜂的头上。当这只求偶心切的雄蜂又被另一朵眉兰花欺骗而故伎重演时,正好把花粉块送到了新“配偶”的柱头上。

眉兰属大约有十几种植物,主要分布在地中海周围的国家和地区。科学家多年的研究结果表明,这些眉兰都是通过拟态手段骗取“媒人”惠顾的。

受骗的昆虫有黄蜂、蜜蜂和蝇类,甚至还有非昆虫的蜘蛛。但都是清一色的雄性,而且每一种眉兰都有一种特定的传粉者。如蝇眉兰的花就酷似一种雌黄蜂,吸引雄蜂和它交配,这就为眉兰传播了花粉。

其实,眉兰不仅只是通过对雌蜂或雌蝇等形体外表的模仿,来达到引诱雄性个体为其传粉的。一些新的研究结果表明,每一种眉兰还能释放出与特定传粉者性信息素相似的化学物质,使雄虫误认为是雌虫向它发出了求爱信号,因此能在一定范围内准确地判断“配偶”的位置,前往赴约。

衣藻的特殊繁殖方式

衣藻指营养时期含有鞭毛、能自由游动的单细胞绿藻类。我们平常说衣藻指的就是衣藻属,这个属的种数很多,约有100多个种。衣藻生活在有机质丰富的淡水里,常生于沟中或积水中,以春、秋季为最多,往往成纯群。

衣藻属的细胞呈卵形或球形、长筒形、椭圆形等等。表面有细胞壁,顶端有两根等长的鞭毛。细胞内有一个厚底杯状的叶绿体,与细胞壁贴得很近,杯底包埋着一颗发亮的蛋白核,光合作用制造的淀粉就积存在蛋白核周围。

细胞壁和叶绿体之间有细胞质,在细胞中央有一个细胞核。在鞭毛的基部有两个伸缩泡,伸缩泡能突然收缩,一般认为这是它的排泄器官。伸缩泡的侧面有一个具感光作用的红色眼点,呈半圆形或椭圆形。