好多年前,曾有人提出一個古怪的問題:植物的根為什麼隻朝地下生長?這個問題看來很簡單,但要仔細回答還真不那麼容易。最近,幾位美國科學家為了解答這個問題,對玉米、豌豆和萵苣的幼苗進行了專門的研究。他們發現,植物根冠的細胞壁上積累著大量的鈣,尤其在根冠的中央區密度最大,因此他們認為,除了地球重力場的影響外,鈣對控製植物的根向地麵生長,起著至關重要的作用。

關於植物方位定向能力的例子舉不勝舉,隻要留心,你也一定會發現許多這方麵的有趣現象。

懂禮貌的娃娃

也許你早已觀察到這種現象:花卉、果樹等植物的幼苗,在生長過程中受到陽光照射後,會向陽光的方向彎曲,好像給太陽“鞠躬”似的,這是為什麼呢?

為了解開這個謎,許多科學家作了大量的實驗。有的科學家曾經把幼苗的頂端切掉,或者用紙盒把幼苗的頂端遮住,幼苗就不再向太陽“鞠躬”了。但是,把這切下來的頂端再放回原來的位置,幼苗又可以開始生長,“鞠躬”了。這個實驗證明,在幼苗的頂端顯然是存在著一種特殊的物質,在光的作用下這種物質跑到幼苗背光的一側,就引起它彎曲生長。

化學家們從幼苗的頂端提取出了好幾種物質,這些物質對植物的生長具有刺激作用,能夠使幼苗背太陽一麵的細胞分裂生長加速,使幼苗朝太陽的一麵“鞠躬”。這些奇妙的物質,被稱為“植物生長素”。據分析植物生長素大都是一些複雜的有機化合物。如吲哚乙酸、吲哚乙腈和四氯吲哚乙酸等。

植物生長素促進生長的作用,在於它使細胞壁疏鬆、增加可塑性、促進細胞的縱向伸長,在植物的根、莖、葉、花、果實、種子和胚芽中都有分布,在生長旺盛的部位較為集中。

高山植物長不高

爬過山的人也許見過這樣一種現象,越往高處,樹木越是長得矮小。甚至到了很高的山頂,就隻有草地了,這是為什麼呢?

這主要是從平地到高山山頂氣候條件的差異造成的。這種差異主要表現在:

溫度的差異隨著海拔每升高100米,氣溫要下降0.5~1℃。隨山勢的上升不僅溫度降低而且晝夜溫差也較大,白天因為光照強烈,因而溫升較高,但是到了夜晚氣溫通常下降很大甚至在0℃以下,過低的夜溫會抑製植物的生長。

濕度的差異隨著海拔的升高濕度也跟著增大。濕度的增大影響了植物蒸騰作用的正常進行,影響了根係對水分的吸收,使營養不能及時得到供應從而影響了植物的生長。

光照的差異高山頂上由於大氣稀薄雲霧少,陽光特別容易透過大氣到達這裏,因而高山陽光的紫外線比低窪地區要強。低窪地區由於大氣層的反射和折射,紫外線較弱,而紫外線能抑製植物體內生長素的形成,從而抑製了植物莖的伸長。

風力的變化由於山頂風多而且大,植物為了防止被風吹斷莖枝,從而產生了適應性的變化,長得就要矮小。

以上這些原因的影響,使高山上的樹木長得矮小,而且生長緩慢。

種子萌發時的溫度和水分

大家知道,要想使種子發芽,首先必須使它有足夠的水分。因為幹燥的種子含水量很少,僅占種子總重量的5%~10%左右,在這樣的條件下很多重要的生命活動都是無法進行的,所以種子萌發的首要條件是充分吸足水分才能使生命活躍起來。

水在種子萌發過程中所起的作用主要為:種子浸水後使種皮膨脹、軟化,可以使更多的氧透過種皮進入種子內部,加強細胞呼吸和新陳代謝作用的進行,同時二氧化碳透過種皮排出來。

種子內儲藏的有機養料在幹燥的狀態下無法被細胞吸收,細胞裏的酶也無法發揮作用,隻有在細胞吸水後各種酶才開始活動,把儲藏的養料進行分解,成為溶解狀態向胚芽轉移以供胚芽利用。

胚和胚乳吸水後增大體積,柔軟的種皮在胚和胚乳的擠壓下容易破裂,為胚芽、胚根突破種皮向外生長創造了條件。

萌發時的吸水量也因種子不同而不相同,這決定於種子內儲藏養料的性質。含蛋白質多的種子吸水量較大;含脂肪多的種子吸水量較少;含澱粉較多的種子吸水量一般不大。一般來講,種子吸水後要增加重量30%以上,此外種子也能直接吸收大氣中的水分以供萌發的需要。

種子萌發水分固然不可缺少,但也並不是有了充足的水分種子就能萌發了。種子萌發是一個強烈的生命活動過程,包括一係列的物質變化;胚乳有機養料的分解;有機物和無機物轉化為生命的原生質等,所有這些變化都是在各種酶的作用下進行的。