第一部分
植物水上種植之謎
在傳統的農作物栽培中,人們普遍流傳著“水不能旱種、旱不能水植”的順口溜。在農作物的栽培書上,人們把農作物的根係分為兩大類,一類是直根係,就是有明顯的主根,而長得較長。如白菜、甘藍、蘿卜、油菜等,它們非常適應在幹旱的土壤中種植,因此也叫旱地作物。另一類是須根係,植物的主根較短,或者不明顯,側根或不定根很發達,如水稻、小麥、苜蓿、大蔥、草莓等。這些作物,有的適合旱地種植,有的適合水田種植。
可是,中國水稻研究所的科技人員,針對植物能否在水上種植之謎問題,從1989年開始進行探索性試驗研究,其目的是:①探討設計一種能支持植物從幼苗生長直至成熟收割載用的浮體;②探索供給水上種植植物根係生長所需要的物質途徑和施肥方法;③摸索一套能適合水上種植並高產穩產的栽培技術和措施。1989年,試驗初步獲得成功。1990年,他們又在此基礎上進行了一些改進和完善。特別是連續兩年水上種植的水稻平均畝產達到400公斤以上,為了不使這些種植水稻的泡沫塑料浮體閑著,秋季又在浮體上種植了小麥、油菜、草莓等旱地作物,結果也一舉獲得了成功。更為奇妙的是油菜作物,它屬於直根係旱地生長植物,主根能從浮體的打孔眼中一直長到溝底,最長的主根達3米左右長,幾乎是溝有多深,根有多長,這在國際科學界從未有過報道。
過去,人們隻做過這樣的試驗,如果把油菜、小麥、草莓等旱地作物,像水稻、荸薺等水田作物一樣種在水田裏,不久就會爛根死亡。那麼,油菜、小麥等旱地作物為什麼能在水麵浮體上種植,而且它們的根係長年累月泡在江河湖泊之中,這水中又有那些要素使它們的根係不發黑和腐爛呢?這至今仍然是個難解之謎。
植物水上種植的研究成功,不僅為緩解我國因人口持續增長、耕地麵積逐年減少、糧食日趨緊張的矛盾找到新的出路。同時,也為我國大麵積地利用和開發水麵,推動植物水上種植的科學理論,提供了廣闊的前景。
棉花開花顏色之謎
棉花種在地裏,當它長到七八張葉子的時候,就開始開花。最有趣的是,棉花的花剛開時是乳白色,不久,逐漸變成淺黃色,四五個小時後,開始轉變成粉紅色。第二天,逐漸變成紫紅色。不了解這種秘密的人還以為棉花能開不同顏色的花呢。棉花的花為什麼會變顏色呢?科學研究認為,它的花瓣中含有花青素,花青素在酸性的環境條件下呈紅色,在堿性的環境條件下呈藍色。花青素本來沒有顏色的,所以人們亦叫它五色花青素。棉花初開時,花瓣中的色素主要是無色花青素,所以看上去是乳白色。當花開了以後,花青素就慢慢增多,尤其是隨著植物的呼吸作用,花瓣中的酸性亦不斷增加,這樣,使花青素在酸性的環境條件下出現紅顏色。
人們不僅要問,棉花花中的花青素為什麼會逐漸增多呢?科學界普遍認為與太陽光照有關係,在晴天,陽光充足,花的顏色就變的快;可在陰雨天,顏色就變得慢。人們還做過這樣的試驗,用有顏色的紙蓋住棉花花的某一部分,使它不受陽光的照射,幾小時後,被蓋住的部分顏色就淺。如果有意把花苞葉剝去,使花的基部也能曬到陽光,結果花的基部也照常能夠變紅色。同時,科技人員還發現,花的顏色變化與外界溫度高低關係也很大。高溫幹旱,顏色就變得快,陰天涼爽,花的顏色就變得慢。
但是,棉花品種不同,花的顏色也就不一樣。如陸地棉和亞洲棉的花是乳白、淺黃到紫紅色;海島棉的花多為檸檬黃到金黃色。此外,人們在棉花育種過程中,還發現了少數野生棉花的花還有其他顏色,而且從開花到花的脫落,變化很小,這就向我們提出了一個新的探討問題,棉花的花顏色變化,不一定光是酸堿度引起的,可能還與它的先天性和其他因素有關。
植物壽命之謎
植物的壽命到底有多長,這至今仍是個不解之謎。人們常說:“鐵樹開花,終生難盼”。其實,鐵樹的壽命並不算長。
在我們常見的植物中,相對來說,菌類植物壽命最短;其次是水稻、玉米、大麥等禾本科植物;樹木的壽命明顯長於其他植物。但在高大多喬木中,鬆樹,柏樹,杉樹等壽命又明顯長於果樹、油茶樹等經濟作物。
人們已經知道,蘋果、葡萄、梨、棗、核桃樹的壽命在100—400年,槭樹、榆樹、樺樹、樟樹等在500—800年,鬆樹、雪鬆、柏樹、銀杏、雲杉、巨杉等在1500—4000年。能生長4000年的巨杉壽命還不算最長。據有關資料報道,壽命最長的樹木可能要算龍血樹了。它是一種常綠喬木,最初在非洲發現,可長到20多米高。其中長在北非加那利群島俄爾他島上的一棵龍血樹,它的壽命已超過6000年,這還是500年以前測定的數字。遺憾的是它沒有能活到今天,且在1868年的一場大風暴中被毀。如果不是那場大風把它吹倒,也許至今仍活著呢,甚至再長兩三個世紀或者更長。
我國在1500年以前就利用龍血樹製成“血竭”中藥,主要用於止血和治療跌打損傷,早在南北朝的藥典中就有記載。1000多年來,人們一直對我國是否有龍血樹之謎不解,直至1972年,以我國著名植物學家蔡希陶教授為首的雲南熱帶植物研究所的科技人員,終於在雲南西雙版納的石灰岩上發現了大片的野生龍血樹。目前,僅在雲南傣族、拉祜族、佤族三個自治縣就發現了野龍血樹2萬多棵。那麼,我國到底有多少龍血樹?它們的年齡是多少,一時還說不清。
龍血樹的根係很頑強,能深深地紮進石縫中,並引縫通路,以致使它千年常青。
也許人們還沒有發現,壽命最長的植物並不是高大的喬木,可能是一些多年生耐旱耐瘠的雜草,如旱不死的仙人掌、落地生根等。在蕨類植物中,還有一種叫卷柏的九死還魂草。生活在幹燥的岩石縫裏的卷柏,它遇到幹旱時,枝條便卷縮成團,不再伸展,雨季一到,卷枝即展開,繼續生長。另外,卷柏還可把自己的根從沒有水份的土中“拔出”,身子卷成一個圓球,隨風滾動,來尋找能適合它生長的地方。這種能“自我搬家”和“遊牧”生活的植物,是其他植物所不能比擬的。既然卷柏和落地生根等植物有這些特殊的本領,那它們壽命或年齡就很難計算清楚了。
粘茵“植物”之謎
1992年8月,陝西省周至縣尚村鄉張寨村農民杜戰盟,到鄰縣永安村邊的渭河中打撈浮柴。
偶然,他感到左腳踩著了一大塊軟呼呼的東西。他把它拖到河邊一看,原來是一堆“爛肉”似的東西。在夥伴們的幫助下,他把這團“爛肉”拉回家,一秤有23.5公斤。
他切下一小塊煮食,味道獨特,十分好吃。但沒有想到,3天後,“肉團”已長成35公斤。
杜戰盟一家驚訝不已。他隨即趕到縣城,向有關部門報告了這一怪事。
西北大學生物係教師楊興中聞訊後,匆匆趕到杜戰盟家中。他看著那個奇怪的東西放在一個盛滿水的大鐵鍋中。經測量,長75厘米,寬50厘米,周長110厘米,通體為褐黃色,局部呈珊瑚孔狀;內部呈白色,有明顯分層,手感柔軟。這位從事生物教學和研究的老師一下愣住了。他也弄不明白眼前的“怪物”是什麼。
西安市市長崔林濤指示,由市科委組織西北大學、西安醫科大學、西安動物研究所等科研單位進行鑒定。
經生化、生理、動物、植物、細胞、微生物、真菌等方麵的13位專家從呼吸、蛋白質含量、活體培養、動物、植物器官和真菌分離等方麵對其進行了測定,結果卻令專家們驚喜萬分。
這團“爛肉”既有原生動物特點,又有真菌特點,是世界罕見的大型粘菌複合體,也是我國首次發現的珍稀生物,有較高的科學研究價值。
目前,粘菌的研究在國際上還是項空白,屬於世界生物或植物學領域的一大攻關課題。但是,粘菌曠世罕有,全世界僅有我國唐代珍貴文獻和1973年美國達拉斯加有過兩次類似的記載和發現。唐代的記述簡單,不足為科學鑒定的依據。
美國的發現,由於對粘菌保管不善,3個星期便死去,美國研究人員後悔不迭。
1992年10月26日,日本明仁天皇訪問西安市。參觀了這個大型粘菌複合體,在海洋生物研究方麵有著很深造詣的明仁天皇,用手觸摸這個“怪物”說:“謝謝你們讓我參觀這樣稀有的東西。”
據西北大學的專家們說,該生物還活著,並且已經長到39公斤。研究人員把它放進一個放有自來水的大玻璃缸中,它仍然以3%的增長速度生長著。
據有關文獻記載,粘菌屬粘菌門,是介於動物和植物之間的一類生物體。生活史中,有一段具動物性,有一段具植物性。
究竟粘菌是植物還是動物,因為它罕見稀有,人們對它研究甚少,但有一點可以肯定,由於它至少具有上述兩種物體的特征,因此有很高的研究價值。
植物“吃”動物
據不完全統計,自然界有500多種植物能“吃”動物,其中豬籠草和冬蟲夏草就是兩種專食動物的奇妙植物。
豬籠草,生長在我國華南一帶,它的“吃”蟲技藝非常巧妙,它葉片中脈長著卷須,可以用來攀著其他東西向上生長。
卷須的頂部長著一個像瓶子樣的囊狀物,瓶口上有一個能開能關的“蓋”子,“瓶”內裝有一半的平時下雨留下的水液。同時,“瓶”內能分泌出又香又甜的蜜味,愛探險的小昆蟲想鑽進去偷吃蜜,結果豬籠草憑著靈敏的感覺很快合上“瓶蓋”子,同時用早已分泌的物質把小昆蟲死死地粘住,美美地飽餐一頓。然後,它再打開那隻“瓶蓋”,用同樣的方法等待著第二、第三、第四個“客人”的到來。
冬蟲夏草植物吃動物的方法又不一樣,因為冬蟲夏草是一種真菌,它屬於囊菌綱,是靠寄生在鱗翅目昆蟲蝙蝠蛾的幼蟲身體中生長的。當冬天,幼蟲躲在土壤中,冬蟲夏草菌就侵入幼蟲的體內進行生長,並分解吸收幼蟲體內的物質,生長成菌絲體。通過從冬天到夏天這段時期,菌絲逐漸把幼蟲內部的肌體全部“吃光”,最後隻剩下了死蟲的一層皮,裏麵全是生長較結實的菌絲體。奇妙是在夏天,菌絲體還從“蟲”子的嘴頭部長出一根“棒子”,象植物剛出土的葉芽,可這裏麵隱藏著冬蟲夏草的繁殖後代的種子——子囊孢子。這樣,它就完成了自己的一個生長周期。所以,人們說,冬蟲夏草冬天是蟲,夏天是草(菌類植物)。
植物吃蟲在自然界普遍存在,如人們還發現蘇雲金杆菌能在一些害蟲的肚子裏生長繁殖,白僵菌能象冬蟲夏草似的“吃掉”大豆食心蟲。
長期以來,人們隻知道植物能吃動物,但植物沒有嘴巴,它到底怎麼吃?人們眾說紛芸,象冬蟲夏草等菌類植物,一般以寄生方式來分解吸收蟲體物質還比較好理解,但象豬籠草等類似植物,是如何分解吸收動物體內物質,目前還很難說清楚。
植物能否“欣賞”音樂之謎
植物世界尤為奇妙,除一般的普通植物外,還有能吃動物的植物,如“豬籠草”等;還有劇毒植物,如“箭毒木”等,如果人或動物的皮膚破裂處碰到該樹的汁液,不及時搶救,很快就會死亡。這些作為一種科學常識了解很重要。
但近年來,科技人員更感興趣的是建設有益人類健康的空中“生物圈”,根據這種設想,一些發達國家的科技人員對植物能否“欣賞”音樂或其他雜音開展了研究。因為隨著人們生活水平的不斷提高,“生物圈”將會成為人們活動和社交的重要場所,而不再是“僻靜”的田野。
為此,法國農業科學院聲樂實驗室的一位科學家,用耳機讓一個正在生長的蕃茄每天“欣賞”3小時音樂,結果這隻蕃茄由於“心情舒暢”,竟長到2公斤,成為世界的“蕃茄之王”。英國科學家用音樂刺激法培養出了5.5公斤的甜菜、25公斤的卷心菜(甘藍)。
日本山形縣東北先鋒音響器材公司下屬的蔬菜場種植的音樂蔬菜,生長速度明顯加快,味道也有改善。
科學家在研究中還發現,蔬菜植物不僅能“欣賞”優美的樂曲,而且也討厭那令人心煩意亂的噪音。在觀賞和果樹植物中,有的對音樂有增產作用,但有的其結果恰恰相反。
我國詩人曾記述了“彈琴菊花動”的故事。此人叫侯嵩高,他非常喜歡彈琴種花。有一天夜裏,他點蠟彈琴,當他彈得起勁的時候,書房裏的菊花也隨著悠揚的琴聲,“簌簌搖擺起舞”。