但是也有許多學者不同意這一觀點,德國植物學家馮·薩克斯就是其中之一。他認為,植物體內電信號的傳遞速度太緩慢,一般為每秒20毫米,與高等動物的神經電信號傳遞速度每秒數千毫米根本無法相比,而且從解剖學角度看,植物體內根本不存在任何神經組織。
所有植物都有應用電信號的能力,這已經被科學家們反複驗證。但是,因為植物的電信號都是通過表皮或其他普通細胞以極其原始的方式傳導的它並無專門的傳導組織,因此,相當多的學者認為,植物的電信號與動物的電信號雖然十分相似,但仍不能認為植物已經具備了神秘係統。植物到底有沒有神經,還有待人們進一步去研究探討。
20.植物葉片運動之謎
很少有人知道植物也能像動物一樣運動,隻不過它們是在原地運動,表現得不像動物那樣明顯罷了。到目前為止,人們已經知道的能運動的植物有近千種。如梅豆的爬竿運動,葡萄、絲瓜的攀援運動,向日葵的趨光運動,苜蓿、酢漿草的睡眠運動,豬籠草、毛氈苔的捕蟲運動,等等。植物中最為奇妙的“運動員”,要算是含羞草和跳舞草了。
文雅秀氣的含羞草,似乎有著特殊的“運動細胞”,隻要觸動一下它的葉子,它就會立即把“頭”低下來,先是小葉閉合,接著葉柄萎軟下垂,就像一個嬌羞的少女,所以,人們給它取名為“含羞草”。含羞草葉柄上長著四個羽毛狀的葉子,羽毛狀的葉子又由許多對生的小紅葉組成。小葉柄和大葉柄的基部稍有膨大,膨大部分叫葉枕,葉枕下半部的細胞壁較厚,上半部的較薄。在正常情況下,細胞中充滿了細胞液,使葉子處在正常狀態。當它一受到觸動,小葉葉枕上半部的細胞中水液就迅速進入細胞間隙,引起小葉閉合。大葉柄基部的葉枕正好與小葉葉枕相反,它的下半部細胞壁薄,細胞間隙較大。所以,較重的刺激又會引起大葉柄的下半部細胞失水、萎軟,使整個複葉部下垂含羞。
跳舞草與大豆是近親,屬豆科植物,由三片葉子組成複葉,隻是中間的葉片特別大,長圓形。兩側的小葉特別小,像兩隻兔子耳朵,能經常自發地進行轉動。一般約1分鍾轉動一次。中間的大葉上下成一定角度擺動。奇妙的是,這種搖擺運動完全是在沒有任何觸動和刺激下自動產生的。跳舞草在荒蕪寂寥的野外自尋其樂,不斷地舞動著自己的葉片。到了晚上,跳舞就自動停止了。跳舞草的運動,有人認為是由植物內部的生理變化引起的。
植物葉片運動的真正原因是什麼呢?這還有待於科學家的進一步研究與探討。
21.植物為什麼能耐寒
當嚴寒到來,許多動物都深居簡出,或者幹脆冬眠了,不少植物卻依舊精神抖擻地屹然不動,難道植物真的不怕寒冷嗎?當然不是。比如,當植物細胞中的水分一旦結成冰晶後,植物的許多生理活動就會無法進行。
不過要使植物體內的水分結凍,並不太容易。比如嬌嫩的白菜,要在-15℃才會結冰,蘿卜等可以經受-20℃而不結冰,許多常綠樹木,甚至在攝氏零下四五十度還依然不會結冰,秘密何在呢?
如果說,粗大的樹木可以用寒氣不易侵入來解釋,那麼,細小的樹枝和樹葉、嬌嫩的蔬菜何以也不易結冰呢?白菜、蘿卜、香薯等遇上寒冷時,會將貯存的部分澱粉轉化為糖分,植物體內的水中溶有糖後,水就不易結冰,這也確是事實。但如果我們仔細一算,就知道這並不是植物耐寒的主要理由。要知道,1千克水中溶解180克葡萄糖後,水的結冰溫度才會下降1.86℃,即使這些糖溶液濃到像糖漿一樣,也隻能使結冰溫度下降七至八度。可見這其中一定另有緣故。
原來植物體內的水分有兩種,一種為普通水,還有一種叫“結合水”。所謂“結合水”,按它的化學組成而言,和普通水並無兩樣,隻是普通水的分子排列比較淩亂,可以到處流動,而結合水的分子卻以十分整齊的“隊形”排列在植物組織周圍,和植物組織親密地“結合”在一起,不肯輕易分開,因此被叫做結合水。有趣的是,化學家發現結合水的“脾氣”和普通水大不相同,比如普通水在100℃沸騰,攝氏零度結冰。冬天,植物體內的普通水減少了,結合水所占的比例就相對增加。由於結合水要在比攝氏零度低得多的溫度才結冰,植物當然也就比較耐寒了。
22.樹木過冬之謎
大自然裏有許多現象是十分引人深思的。例如,同樣從地上長出來的植物,為什麼有的怕凍,有的不怕凍?更奇怪的是像鬆柏、冬青一類樹木,即使在滴水成冰的冬天裏,卻依然蒼翠奪目,經受得住嚴寒的考驗。
其實,不僅各式各樣的植物抗凍力不同,就是同一株植物,冬天和夏天的抗凍力也不一樣。北方的梨樹,在-20℃~-30℃能平安越冬,可是在春天卻抵擋不住微寒的襲擊。鬆樹的針葉,冬天能耐-30℃嚴寒,在夏天如果人為地降溫到-8℃就會被凍死。
究竟是什麼原因使冬天的樹木特別變得抗凍呢?
原來,樹木為了適應周圍環境的變化,每年都用“沉睡”的妙法來對付冬季的嚴寒。
我們知道,樹木生長要消耗養分,春夏樹木生長快,養分消耗多於積累,因此抗凍力也弱。但是,到了秋天,情形就不同了,這時候白晝溫度高,日照強,葉子的光合作用旺盛;而夜間氣溫低,樹木生長緩慢,養分消耗少,積累多,於是樹木越長越“胖”,嫩枝變成了木質……樹木逐漸地也就有了抵禦寒冷的能力。
然而,別看冬天的樹木表麵上呈現靜止的狀態,其實它的內部變化卻很大。秋天積貯下來的澱粉,這時候轉變為糖,有的甚至轉變為脂肪,這些都是防寒物質,能保護細胞不易被凍死。如果將組織製成切片,放在顯微鏡下觀察,還可以發現一個有趣的現象。平時一個個彼此相連的細胞,這時細胞的連接絲都斷了,而且細胞壁和原生質也離開了,好像各管各一樣。這個肉眼看不見的微小變化,對植物的抗凍力方麵竟然起著巨大的作用。當組織結冰時,它就能避免細胞中最重要的部分——原生質不受細胞間結冰而遭致損傷的危險。
可見,樹木的“沉睡”和越冬是密切相關的。冬天,樹木“睡”得愈深,就愈忍得住低溫,愈富於抗凍力;反之,像終年生長而不休眠的檸檬樹,抗凍力就弱,即使像上海那樣的氣候,它也不能露天過冬。
23.植物也有記憶力
法國克蘭蒙大學有一位科學家叫瑪麗·狄西比,幾年前用金盞花做了一係列實驗,居然證明植物也有記憶力!
金盞花是一種一年生花卉,高約30~60厘米,整個植物都長有細毛,葉子是橢圓形的,大小相等,開黃色花朵,與菊花相似。這位科學家是這樣進行實驗的:她先找來兩盆金盞花,在它們剛剛發芽的階段用針在一盆金盞花左側的葉子上刺出4個小孔。5分鍾後,她把這盆金盞花的頂芽和葉子剪掉。過了一段時間,這棵金盞花長出了新的頂芽,但新長出來的葉子出現了明顯的差別,左側的一片葉子很小,右側的一片葉子卻很大;而沒有經過針刺的那盆花,長出的葉子仍然是對稱的。她認為金盞花是有記憶力的,它記住了那次針刺。
後來,瑪麗·狄西比又進行了一次實驗。這次她選用一棵金盞花,先後進行了兩次針刺。第一次是在同一側的葉子上刺了4個小孔,然後剪去頂芽;在經過不同長短的時間間隔以後,她又分別在左右兩側的葉子上都刺出一個小孔,再剪去頂芽。由於第一次針刺與第二次針刺之間的時間間隔長短不一樣,結果就出了差別。如果兩次針刺的時間間隔很短,那麼,這棵金盞花就隻能“記住”後麵的針刺,就是說,它長出的葉子還是對稱的;但如果這兩次針刺的時間間隔很長,那麼,它就會“記住”第一次的針刺,而把第二次針刺“忘記”,就是說,它長出了左右不對稱的葉子。於是這位科學家認為植物的記憶力分為兩種:長期記憶和短期記憶,在某些條件下,植物的長期記憶要比短期記憶牢固。