书城科普世界科普故事精华:科学之谜故事卷
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第23章 未解篇(13)

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。

植物性器官之谜

《论植物的性别》一书中提出植物有性别的观点,它的阴性器官的阴部、****、子宫及卵巢的功能如同妇女的生殖器。植物的阳性器官的****、****头、****如同男性的生殖器官,也能射出数十亿的精虫撒向空中。但是这些具体名称很快被18世纪的权力机构用一套几乎不可逾越的拉丁用语掩饰下来。他们把唇形的****的名称改换成“柱头”,把****称之为“花柱”,****和****头改名为“花丝”、“花药”。这种偷梁换柱的行为便把植物的生命性扼杀在摇篮里。

植物性器官经过漫长年代的进化,由于常常面临瞬息万变的气候,创造了最灵活、最精巧的交配方式。如:夏天每颗玉米在玉米棒上都是一个小卵胚珠,围着玉米棒丛生的每根玉米丝就是一个独立的****,准备吸收由风带来的花粉精子,伸长的****可以蠕动,使棒上的每颗玉米受孕。植物上的每颗种子都是独立受孕的结果。烟草的每一个小囊平均有2500颗种子,它要受孕2500次,而所有这些均得在24小时内,在直径不到1.5毫米的空间里发生。

许多植物的花粉释放出一种香气,极像动物和人类射出的****。它进入植物的阴部,沿着整个****(叶鞘)来回游动,直到进入子房与胚珠结合为止。花粉管用一种极巧妙的方法自行拉长。像动物与人一样,某些植物的性感是由气味引起。某些苔藓的精子是用晨露携带寻求阴性,它由一种苹果酸引导,导向一个精巧的杯状底部,在杯底有许多待受精的苔藓蛋。另一方面,蕨类植物的精子喜欢糖分,是在有甜味的水中寻找阴性。

一般草类的谷物的交配是由风做媒,其他大多数植物则由鸟、昆虫来帮助交配。

意大利自然科学家罗利斯在尼日利亚丛林深处的印第安人居留地,发现了一棵奇异的树。它高约4米,茎长42厘米,茎的顶端竟长有一个“性器官”。这棵奇树没有花蕾,它的35朵花都是从“性器官”分娩出来的,就像动物生育后代一样。分娩后15天,鲜花开始枯萎,树的“性器官”也开始收缩。到12月,尼日利亚夏天来临时,又才重新分娩。这棵树的果实也在“性器官”内成熟,就像母体内的胎儿,生长期长达9个月,它的外胎呈灰色,草质,内有果肉和几颗核,成熟后就离开母体,但种子没有生命力,不会发芽生长。

植物真的会欣赏音乐吗

法国农业科学院声乐实验室的一位科学家,让一个正在生长的番茄每天“欣赏”3个小时的音乐,结果这只番茄由于“心情舒畅”,竟然长到了2千克,成为世界上最大的番茄。英国科学家用音乐刺激法培育出了5.5千克的甜瓜和25千克的卷心菜。日本山形县先锋音响器材公司下属的蔬菜种植场种植的“音乐蔬菜”,生长速度明显加快,味道也有改善。

科学家们在研究中还发现,植物不仅能“欣赏”优美的乐曲,而且也讨厌那些让人心烦意乱的噪音。

我国清代诗人侯嵩高写了一本书,名叫《秋坪新语》,其中记述了一则“弹琴菊花动”的故事。书中说,他十分喜欢弹琴种花,有一天夜里,他点蜡烛弹琴,当他弹得十分起劲的时候,书房里的菊花也随着悠扬的琴声“簌簌摇摆起舞”。

1981年,在我国云南西双版纳勐腊县尚勇乡附近的原始森林里,发现了一棵会“欣赏”音乐的小树,当地群众管它叫“风流树”。人们发现,在风流树旁播放音乐,树身便会随着音乐的节奏摇曳摆动,翩翩起舞。令人惊奇的是,如果播放的是轻音乐或抒情歌曲,小树的舞蹈动作就显得婀娜多姿;如果播放的是进行曲或嘈杂的音乐,小树就不舞动了。

音乐对植物究竟有什么影响?这至今仍是一个未解之谜。

植物也有记忆力

法国克兰蒙大学有一位科学家叫玛丽·狄西比,几年前用金盏花做了一系列实验,居然证明植物也有记忆力!

金盏花是一种一年生花卉,高约30~60厘米,整个植物都长有细毛,叶子是椭圆形的,大小相等,开黄色花朵,与菊花相似。这位科学家是这样进行实验的:她先找来两盆金盏花,在它们刚刚发芽的阶段用针在一盆金盏花左侧的叶子上刺出4个小孔。5分钟后,她把这盆金盏花的顶芽和叶子剪掉。过了一段时间,这棵金盏花长出了新的顶芽,但新长出来的叶子出现了明显的差别,左侧的一片叶子很小,右侧的一片叶子却很大;而没有经过针刺的那盆花,长出的叶子仍然是对称的。她认为金盏花是有记忆力的,它记住了那次针刺。

后来,玛丽·狄西比又进行了一次实验。这次她选用一棵金盏花,先后进行了两次针刺。第一次是在同一侧的叶子上刺了4个小孔,然后剪去顶芽;在经过不同长短的时间间隔以后,她又分别在左右两侧的叶子上都刺出一个小孔,再剪去顶芽。由于第一次针刺与第二次针刺之间的时间间隔长短不一样,结果就出了差别。如果两次针刺的时间间隔很短,那么,这棵金盏花就只能“记住”后面的针刺,就是说,它长出的叶子还是对称的;但如果这两次针刺的时间间隔很长,那么,它就会“记住”第一次的针刺,而把第二次针刺“忘记”,就是说,它长出了左右不对称的叶子。于是这位科学家认为植物的记忆力分为两种:长期记忆和短期记忆,在某些条件下,植物的长期记忆要比短期记忆牢固。

植物的防御武器

全世界已经知道的植物有40万种。尽管它们随时面临着微生物、动物和人类的欺凌,却仍然生长得郁郁葱葱、生机勃勃,生活在地球上的每一个角落。植物虽然是一些花草树木,但也有一套保护自己的方法和防御武器。

我们到野外旅游的时候,总有一种感受,就是在进入灌木丛或草地时,要注意别让植物的刺扎了。北方山区酸枣树长的刺就挺厉害。酸枣树长刺是为了保护自己,免遭动物的侵害。别的植物长刺也是这个目的。就拿仙人掌或仙人球来说吧,它们的老家本来在沙漠里,由于那里干旱少雨,它的叶子退化了,身体里贮存了很多水分,外面长了许多硬刺。如果没有这些刺,沙漠里的动物为了解渴,就会毫无顾忌地把仙人掌或仙人球吃了。有了这些硬刺,动物们就不敢碰它们了。田野里的庄稼也是这样,稻谷成熟的时候,它的芒刺就会变得更加坚硬、锋利,使麻雀闻到稻香也不敢轻易地啄它一口,连满身披甲的甲虫也望而生畏。植物的刺长得最繁密的地方往往是身体最幼嫩的部分,它长在昆虫大量繁殖之前,以抵御它们的伤害。抗虫小麦和红叶棉身上的刚毛让害虫寸步难行,无法进入花蕾掠夺。在非洲的卡拉哈利沙漠地带,生长着一种带刺的南瓜,当它受到动物侵犯的时候,它的刺就会插进来犯者的身上,因此许多飞禽走兽见到它,就自动躲开了。

比起它们来,蝎子草的武器就先进多了。这是一种荨麻科植物,生长在比较潮湿和荫凉的地方。蝎子草也长刺,但它的刺非常特殊,刺是空心的,里面有一种毒液,如果人或动物碰上,刺就会自动断裂,把毒液注入人或动物的皮肤里,会引起皮肤发炎或瘙痒。这样一来,野生动物就不敢侵犯它们了。

植物也有语言

因为人有语言,动物有“语言”,于是人们也想探索一下,默默无闻生活着的植物是否也有“语言”呢?通过科学家们的努力,植物的“语言”逐渐被揭示出来。

20世纪70年代,澳大利亚的一位科学家发现植物在遭受严重干旱时,便会发出“咔嗒咔嗒”的声音,于是提出植物也有语言,这是最早的关于植物有语言的发现。

到了80年代人们不但听到了植物的语言,而且还录了音。植物“歌曲”录音带,是由美国沙乌斯·利士纳堡录音公司制作的。他们把两个精巧的微型电极接在植物的叶子上,当叶子进行呼吸时,便会发出微微的颤动,使电压产生微弱的变化。微型电极跟一个灵敏的话筒相接,话筒就会把植物发出的信号,由另一个仪表把它转换成声音。通过录音发现,不同的植物会唱出不同的“歌”。人们还发现,植物唱出的歌与环境有关,在阳光下或沐浴到水分时,它们的歌声就会变得格外悦耳动听。

最近,英国和日本的科学家,共同研制一种“植物活性翻译机”,这种机器只要连接上放大器和合成器,就能够直接收听植物的声音。他们在研究中发现,当植物在黑暗中突然受到强光照射时,能发出类似惊讶的声音;当遇到变天、刮风和缺雨时,就会发出低沉、可怕和混乱的声音,好像它们正忍受着某种痛苦。平时,有些植物发出的声音好像口笛在悲鸣,有的则像病人临终时的喘息,还有一些叫声本来很难听的植物,当受到适宜的阳光照射或被水洗过以后,声音就会变得动听起来。

植物也进行呼吸

植物虽然没有呼吸器官,但是,实际上植物在它的一生当中,无论是根、茎、叶、花,还是种子和果实,时时刻刻都在进行着呼吸。只是植物呼吸,人的肉眼看不出来。不过要想了解植物的呼吸也并不难。我们把植物放在一个一点也不漏气的容器里,过一段时间以后,测试一下就会发现容器里的氧气减少了,二氧化碳增多了。原因就是植物在进行呼吸,把氧气吸收了,放出了二氧化碳。这种情况在我们的日常生活中也可以见到。如在我国北方,人们冬天要挖窖来储藏白菜、萝卜等蔬菜。如果把菜放入地窖里,盖严窖门,过些日子,打开菜窖后你把点着的一支蜡烛,用绳子系着吊下窖里,你便会发现蜡烛马上熄灭了。这是为什么呢?原因是蔬菜在呼吸时,把窖内的氧气给吸收了,而放出二氧化碳则留在窖内。这两个例子都说明了植物是要进行呼吸活动的。

其实,生物吸进氧气,呼出二氧化碳,只不过是呼吸活动的表面现象。而呼吸的本质是生物的身体里的有机物质氧化分解的过程。对植物来说,通过呼吸才能把光合作用所制造的有机物质加以利用。植物身体里有许多有机物质,比如糖类、脂肪和蛋白质都要通过呼吸作用来进行氧化分解。

平常在氧气充足的情况下,植物体内的有机物质被彻底地氧化分解,最后生成二氧化碳和水等,这叫“有氧呼吸”。有氧呼吸能够释放出很多能量,这些能量可以供给植物本身生命活动的需要。比如细胞里的分裂、组织分化、种子萌发、植株成长、花朵开放等过程,以及植物的根从土壤里吸收水分和肥料,营养物质在身体里的运输等活动都需要能量。

植物在呼吸过程中,有机物质的氧化分解,是一步一步进行的,整个过程中间会生成许多种化学成分不同的物质。这些物质是植物用来合成蛋白质、脂肪和核酸的重要材料。所以,呼吸活动跟植物身体里各种物质的合成和互相转化有密切关系。

植物如果处在缺氧的环境里,它不会像动物那样马上停止呼吸,很快死亡。植物在缺氧的时候,虽然没有从外界吸收氧气,可是它照旧能够排出二氧化碳,这叫“无氧呼吸”。但这种无氧呼吸对植物是很不利的,因为有机物质氧化分解不彻底,会造成植物体内的细胞中毒,最后导致植株死亡。

植物叶面为何有色斑

斑叶植物,可谓千姿百态,无奇不有。如白玉万年青,它打破了以往人们常见的万年青的格调,在叶片中央出现白玉般的色泽,显得优雅脱俗。蔓生的黄金葛,还有那常春藤,其叶中有黄,根间白,犹如一串翡翠,悬空而下,令人目不暇接。彩色球兰则在它的一片叶上,混有粉红、乳白和淡紫等色素,犹如大理石的彩纹,令观赏者叹为观止。那金边巴西铁、银边巴西铁、金心巴西铁,都生长着一簇簇阔长如带、反卷下垂的叶子,看上去犹如一朵硕大的花,绿叶中央还镶嵌有一条条金色的飘带,十分雅丽动人。还有橡胶榕、勒杜鹃、彩叶芋,以及肉质的仙人球等,都先后出现了许多色彩鲜艳夺目的斑叶“新伙伴”,观叶植物大家族变得更加色彩斑斓!

当你看到悬在窗前的金边常春藤那白绿相间的叶片在微风中摇曳,桌案上的花叶芋那碧绿的叶上泛起点点红斑时,你可能会想到,这些植物的叶上怎么会出现这等迷人的彩色斑点呢?这在植物生态学上称为“叶斑”,它的种类可多了。有一种生长在热带的有名的观叶植物“变叶木”,它那多形的叶上显现出的叶斑有黄斑、橙斑、粉红斑和褐色斑,缀于绿叶之中,有条状的,也有斑点状的,植物学家把这种斑点,叫做“星斑”;有的观叶植物的绿叶上有殷红的线条勾勒出叶脉清晰的轮廓的叫“网斑”;有的观叶植物的叶面上有黄色金丝带状的斑纹的叫“缟斑”。

植物的叶子本为绿色或红色,那为什么有的植物叶面会长出这般奇异的色斑呢?经科学家们的研究发现,这是由于叶片细胞中的色素起了魔术师般的作用的缘故。植物生长时,在叶子中的叶绿素生成机制受阻或细胞产生基因突变后,叶子的某一部位若让花青素、叶黄素、胡萝卜素得以登台,便会在叶面上呈现出色彩斑斓的奇观。这一有趣的植物生理变化,还能通过物理、化学等方法实现,如用X光照射可使植物叶内发生突变,诱使叶片产生叶斑。