不过,植物的根吸收的不光是钙,还有别的许许多多的无机盐。把植物晒干烧成灰烬,能得到少量的灰分。用化学方法分析这些灰分,可以得知,植物体内除含钙外,还有磷、钾、镁、硫、铁等多种元素。
目前已知植物生长所必需的元素共有16种,其中13种主要来自土壤,也就是主要通过根部吸收的。
根不一定都向下生长
19世纪,有人把一棵植物栽种在一个花盆中,等它生长一段时间,再把盆绑在小车的轮子上,让轮子绕着轮轴沿着水平方向不停地转动。后来发现,盆中幼苗的根竟朝着轮子转动时的离心力方向生长。这是什么原因呢?
原来,植物的根之所以向下生长,是因为地心引力的作用。生物学家达尔文很早就发现,在根尖末端的1~2毫米处正是这种感应力的集中之处。然而,不久之前,几位植物学家到南美洲的委内瑞拉考察,却在那里的丛林中发现了20多种根部朝天生长的植物。这是怎么一回事呢?
原来,当地的土壤所含的无机盐极少,植物被迫将根靠向周围的树干,从那些树干的树洞里摄取含矿物质的潴留雨水。科学家为了证明自己的论断,故意将含有大量无机盐的溶液反复浇向树干,根部朝上生长现象果然加剧了。
根部向上生长的植物,其实还真不少。它们的根部由于种种原因,能克服地心引力伸向空中。比如,生长在我国广东、福建沿海一带的海桑,它们的根就能克服地心引力向上生长。海桑又叫剪包树,属海桑科,高可达5米。它生活在缺氧的淤泥中,经常受到海水的侵袭,因呼吸困难而长出了专供呼吸的呼吸根。这种呼吸根的顶端有皮孔,内部是疏松的海绵状结构。为了吸取到新鲜氧气,海桑的呼吸根拼命挣出淤泥,就像冒出地面的春笋一样。
变态根
有人在西藏某地曾挖到一个罕见的大萝卜,竞有20余千克!萝卜为什么会长这么大?原来,萝卜的膨大部分是植物的贮藏根,它是由主根发育而来的。萝卜长得大,一方面说明生长条件有利,另一方面说明萝卜根的薄壁细胞内贮藏着大量养料,能够供给越冬后植物在来年春天生长的需要。
然而,贮藏根不一定由主根形成。例如,甘薯的块状贮藏根就是由不定根或侧根形成的,它肥大,肉质化,贮藏着大量的淀粉。
植物学家把贮藏根——这种形态、结构和功能都发生很大变化的根,叫做变态根。植物的变态根除了贮藏根外,还有支柱根、板状根、气生根、寄生根和附着根等。
人们发现,从玉米的茎上长出许许多多不定根来,这种不定根起了支撑茎干的作用,因而被称作支柱根。
在我国南方的热带雨林中,很多高大的植物都长有结实的板状根,这种板状根可以有效地防止大树的倾倒。至于气生根,除了榕树以外,吊兰和葡萄蔓上也可以见到。
说到寄生根,那主要指的是菟丝子。丝子自己的叶片早就退化,它的根并不起吸收水分和无机盐的作用,而是吸附在其他植物体上,吸收现成的养料。菟丝子的缠绕能力特别强,当它盘旋到别的植物身上以后,茎上就长出一个个突起的小“疖”,这小“疖”能破坏被绕植物的茎于和叶,从而拼命吮吸寄主植物的营养和水分。这个“疖”就是我们称之为寄生根的东西。
长有附着根的植物多是热带丛林中的菊科植物。它们长出又扁又平的根,仅仅是为了附在大树的树皮上,“吮吸”树洞里或树干上淌下的雨水。这些根本身含有叶绿素,能进行光合作用,自己制造养料。
最为奇特的根要算是大王花状瓜子金和葫芦科植物的根了。前者生活在热带地区的森林中,它的身上长满鼓鼓囊囊的花瓶状的叶,“花瓶”的上方开有口子,雨季一来便灌满了水。有趣的是,大王花状瓜子金的瓶状叶的叶柄会生出许多不定根,这些不定根会伸进“花瓶”吮吸水分。即使是久旱不雨,只要“花瓶”里有水,就不用担心会渴死。生活在墨西哥荒漠地区的耐旱的葫芦科植物,它们的根一部分露出地面,像一个个扁扁的水壶贮满了水。这种植物极为耐旱,即使滴水不进,它们也能活上好几年,只是“壶”中的水少一些而已。
秋树红叶之谜
人们平时总是说“绿叶红花”,仿佛叶子总是绿色的。确实,在大自然中,树叶和其他植物的叶子在绝大数时间里几乎都是绿色的。可也有些树叶,在秋天时它的树叶颜色会起变化。有名的北京一景——香山红叶,那漫山遍野的红叶,真使游人们陶醉而留连忘返。江南一带的枫树,到了秋天,也是一派“红枫如火”的景象。唐代大诗人杜牧的名句“霜叶红于二月花”便是对秋天红叶的赞美。
那么,叶子的红色是怎么染上去的呢?原来叶子的颜色是由它所含的色素来决定的。一般的叶子含有大量的绿色色素,我们叫它叶绿素。另外还有黄色或橙色的胡萝卜色素,也还有青红色的花青素等等。
叶子的叶绿素和胡萝卜素是进行光合作用的色素。它们在阳光作用下,吸收二氧化碳和水,吐出氧气,产生淀粉,所以叶绿素是十分活跃的家伙,但它也很容易被破坏。夏天的叶子能保持绿色,是因为不断地有新的叶绿素来代替那些褪色的老叶绿素。到了秋天,天气逐渐转冷,大多数叶绿素的产生就会受到影响。叶绿素遭破坏的速度超过了它生成的速度,于是树叶的绿色逐渐褪掉,变成了黄色。那黄色就是因为胡萝卜素还留在叶子里。
有些树种的树叶会产生大量的红色花青素,叶子就开始变红了。叶子产生花青素的能力和它周围环境的变化有很大关系。如冷空气一来,气温突然下降,植物中的花青素就容易形成。因此秋天有些树上的树叶就会变红。
秋天的红叶便景色增添了色彩,变得更加美丽迷人。可是至今为止,人们对于花青素究竟是什么样的物质,它在植物叶子中起什么作用还不清楚,这将有待于科学家的进一步研究。
“发热植物”的奥秘
在“植物王国”里,有一种能“发热”的植物,它所发出的热量足以使周围的冰雪融化。什么样的一种植物,能有这般的奇异功能呢?它为什么要“发热”呢?这真是令人迷惑不解。
这是一种叫做“斑叶阿若母”的百合科草本植物。这种植物在环境气温为4℃时,花的体温可达40℃左右。这种“发热”植物的“花温”为什么如此之高?科学家发现,这种植物在开花之前,已在花的组织里贮存了大量的脂肪。开花时,脂肪进入组织细胞内,发生强烈的氧化作用从而释放出大量的热能,所以造成了“花温”较高的结果。
科学家在研究中还发现,有一种叫“臭菘”的植物,它的成熟期是在冬末春初,这时它的温度一般比环境温度高出20-25℃,从而能够融化覆盖在植物上面厚厚的雪层,于是,花便可以轻而易举地钻出雪层,避免了被冻伤的危险。这是植物“发热”的第一功能。
另一种“发热”植物叫“佛焰”,它的雌蕊和雄蕊都隐藏在苞的深处。为了能在花开之后请到媒人,它把“花温”急剧升高,散发臭味,如同发热的腐烂的动物尸体或发酵的粪堆发出的气味,于是一种对热敏感、喜欢吃腐烂物的蝇就急急忙忙赶来,为它们做媒,完成了传授花粉的“伟业”。这是植物“发热”的第二功能。
此外,佛焰“发热”,可以使四周的风转变成围绕着佛焰花序旋转的涡流,而且这种涡流不受外界风向的影响,并能把四周各个方向吹来的风转向佛焰苞的开口处。这样,不仅能使热量均匀地分布在整个佛焰苞内,使整个花朵能融化厚雪的覆盖,而且,更令人惊奇的是,佛焰花序周围的涡流能把花序顶端成熟的花粉吹到花序下部未经授粉的花朵内,从而达到没有蝇为媒,利用热气流为媒也能“成亲”的目的。植物的安排真可谓绝妙!
不怕扯皮的树
俗话说:“人怕打脸,树怕扒皮。”虽然在世界上不怕打脸的人不曾听说有过,但不怕扒皮的树倒确确实实存在。
树皮可是个大家族,有多少种树就有多少样的树皮。树皮有的光滑,有的粗糙;有的薄,有的厚;有红色,也有白色……真可谓形形色色,千奇百怪。树皮有长在树外面的那层表皮,有长在外表皮和木质中间的韧皮。外表应像忠诚的卫士,终日顶风冒雨,遮挡烈日霜雪,护卫着树的全身,保证树体内韧皮部上下运输线的畅通无阻。如果树皮遭到破坏,就会使运输线受阻,造成根部得不到营养而“饿死”,树上的树叶得不到水分而无法进行光合作用,也就慢慢枯萎。可见,树怕扒皮的说法是有道理的。
然而,树中也有在扒皮之后,仍能死里逃生的“硬汉子”。栓皮栎树就是一个例子。栓皮栎树在一生中(寿命为100~150年),虽要经过几次扒皮,却不会“伤筋动骨”,而且仍然生命不息,健壮地成长。这其中的奥秘在于栓皮栎树的皮下长有一层栓皮的“形成层”,它可以向内分生出少量活细胞,称为“栓内层”,向外侧分生出大量的栓皮细胞,称为“软木”。随着树木的生长,栓皮也逐年加厚,5~6年就可以扒1次皮(“处女皮”要等20岁以后才能剥去)。但在扒皮时要注意留下有生命的栓皮“形成层”,只要它不受伤害,就仍然可以照常输送水分和营养,栓皮栎树也就能死里逃生。
栓皮栎树皮——软木,看上去很像鳄鱼皮,它的用处可大了。用于生活上可作桶盖、瓶塞等。用于工业、交通、国防建设方面:它是物品冷藏中最佳的隔热材料;它又是物理、化学试验中良好的保温材料;还是汽车汽缸中优良的密封材料。在人们追求“自然美”成为高雅时尚的今天,软木又在建筑装饰上获得了一席之地。
科学家对树木“形成层”的研究,正在应用于对杜仲、黄柏、厚朴等制作中药材的树木的取皮上,从而告别了过去那种“杀鸡取蛋”、“砍树取药”的笨办法。如果这方面的研究能应用于更多的树种,人们的生活中将会有更加丰富的树皮制品。
无花果之谜
盛夏,神奇的无花果,在满株浓绿而肥大的掌状叶里,托出累累绿色果实,显得纯厚、文雅。
无花果为桑科,原产于地中海、南亚一带。它性喜温暖、肥沃、湿润的环境,对土质要求不高,易繁殖,生长快,适应性强(也适宜在城市栽植)。在我国南方各省多是地栽,而在北方只能盆裁。
无花果,不论生长在哪里,都根深叶茂,果实累累,它的果实愈熟愈红艳。人们赞美它,不像桃李树在结果之前,先以奇葩满树来风采照人,而只要一刮风下雨,则落花满地;更不像夹竹桃,从春到夏,繁花似锦,炫耀自己的艳丽多姿,实际上却华而无实。无花果纯朴无华,还未见它的花貌,已经是果满枝头了。
难道无花果真的是不开花就结果吗?其实,说它无花,完全是误解。世界上很少有无花而结果的植物。无花果同其他植物一样,也是先开花而后结果。所不同的是,无花果的花是腋生的隐头花。因此,在人们还未见它开花时,果子已经悄悄地从叶下钻了出来,所以,叫它“无花果”。
无花果,叶大色墨绿。树姿优美,是美化环境、盆栽观赏的佳品。其果实不仅香甜味美,而且营养丰富,还可入药。
无花果还是防污染的“卫士”,它对二氧化硫、二氧化硫。氯化氢、二氧化碳。硝酸雾以及苯等物质,有一定的抵御和吸收能力,在产生大气污染的厂区裁植无花果,可以起到净化空气、改善环境的作用。
奇异的马尾藻海
1492年9月16日,哥伦布率领的探险船队正在茫茫的大西洋上行驶。忽然,远方出现了一大片郁郁葱葱的“草原”,哥伦布以为发现了新陆地,欣喜若狂地命令船队急速前往。可是,当他们驶近“草原”时,不禁大失所望,原来,那并不是什么草原,而是一望无际的海藻。哥伦布因物取名,把这片奇怪的海域叫作“萨加索海”(在西班牙语中是海藻海的意思)。由于这里的海藻以马尾藻为主,后人称为马尾藻海。
马尾藻海在美国东部海域,恰处于北大西洋环流的中心,众所周知的百慕大三角几乎全部处于这个海区内。科学家风趣地把北大西洋环流比作车轮,把马尾藻海比作这个车轮上的轮毂,不过,它是一个大得难以想象的轮毂——差不多有1000海里宽,2000海里长。
马尾藻海不仅以蔚为壮观的“海上草原”闻名于世,而且有许许多多奇特的自然现象令人费解。马尾藻海如同一座透镜状的液体小山漂浮在大西洋中部。北大西洋环流宽60~80公里,深达700多米,流速约每昼夜150公里。这支强大的环流日夜奔流不急,像一堵旋转的坚固墙壁,把马尾藻海从浩瀚的大西洋中隔离出来。大西洋的水几乎流不进马尾藻海,而马尾藻海的水也流不出圈外。由于海流和风的作用,较轻的海水堆积在中部,使马尾藻中部海平面比美国大西洋沿岸的海平面高出约1米。由于马尾藻海的海水几乎不流动,在阳光照射下,表层水温很高,却几乎不发生水的对流现象,不用说不能与环流圈进行内外交流,就是海的下层冷水也不能升起来。海上草原常常神出鬼没,时隐时现。有时,茂盛的水草突然失踪;有时,水草又神差鬼使般地布满海面。
这个奇特的大海是怎样形成的呢?打一个形象的比喻,大西洋好比一个硕大无比的盆子,北大西洋环流就是盆中作圆形运动的水流,马尾藻海就是盆中最不受激动的水面中心,分散的悬浮物都聚集在这里。这就是海上草原的秘密之所在,也是马尾藻海具有一系列奇特自然现象的根源。但是,人们对于马尾藻海里的马尾藻是怎么来的,说法并不一致。有的海洋学家认为,这些马尾藻类,本来就是漂浮的海藻,它们是从其他海域漂浮过来的。有的则认为,这些马尾藻类原本是在这一海域海底生长的藻类,后来经大风吹,将其根吹断,藻类漂浮出海面。有的科学家在马尾藻海往返考察时。却找不到马尾藻的影子,然而几个月后,又有人报道说,在同一海域又发现大量漂浮的马尾藻。它们漂泊不定,时隐时现,令人难以捉摸。
世界惟一的洋中之海
一般地说,海是指大洋的边缘部分,因此海都是有海岸的。令人奇怪的是,马尾藻海却是一个没有海岸的海。它既不与大陆相连,又不被陆地包围,而是被大西洋的海流所包着。人们称它为“洋中之海”。正因为如此,马尾藻海是一个极不稳定的海。由于组成北大西洋环流——墨西哥湾暖流、安第列斯暖流、北赤道暖流和加那利寒流的流动,它的面积随季节和气候而变化,夏末时最大,隆冬时最小。
马尾藻海的海水透明区也高于一般海区。一般热带海区的海水透明度为50米,而马尾藻海的海水透明度竟有66.5米,是世界大洋中透明度最高的海区。海洋学家把透明度板放在马尾藻海水下72米的深度,依然看得很清楚。马尾藻海水仿沸水晶一样清澈,水色透明而深蓝,故又有“蓝海”之称。
为什么马尾藻海透明度这样高呢?这是因为马尾藻海位于大西洋中部,受大陆江河影响较小,浮游生物少。据测定,马尾藻海里的浮游生物仅为其他海区的1/3。悬浮物质和浮游生物的多少是决定海水透明度的主要原因,所以,马尾藻海的透明度大,海水呈蓝色。