第三章植物真相4
水對植物的重要性
水是植物體內最多的物質，也是最重要的、無法替代的物質。水分占植物體鮮重的60%至90%，既可作為各種物質的溶劑充滿在細胞中，也可以與其它分子結合，維持細胞壁、細胞膜等的正常結構和性質，使植物器官保持直立狀態。植物細胞內的物質運輸、生物膜裝配、新陳代謝等過程都離不開水。
如果沒有水，植物將無法順利地散發熱量，保護自己不受炎夏的烈日灼傷。如果沒有水，植物也無法吸收土壤中的礦物質和有機營養。水不但是植物體自身生長和發育必需的物質條件，也是植物體與周圍環境相互聯係的重要紐帶。
當植物遇到幹旱時
當一棵正在旺盛生長的植物所能吸收的水分不能滿足自身需求時，最初，葉片隻是一點一點地萎蔫。如果不能得到及時的水分補給，植物就會逐漸放慢甚至停止生長發育，葉片乃至整個植株逐漸幹枯，變黃脫落，輕則生物量下降，重則植物死亡。
導致植物幹旱的原因很多，一種是由於土壤水分不足，致使土壤鹽分濃度增高和有毒物質增多，使植物根係不能吸水分而萎蔫，還會進一步加深幹旱的傷害。那麼，植物在幹旱來臨時就隻能被動忍耐、束手無策了嗎？
雖然對大多數陸生植物來說，抵禦幹旱的能力有限，尤其是生長在水分較豐富地區的那些很少遇到幹旱的濕生植物和中生植物，即使這些植物也都具有一些基本的手段，可以抵禦持續時間短的、程度較輕的幹旱脅迫。
如果幹旱脅迫延長，植物就會加強根係的生長，主根向下伸長進入更深的地底尋找水源，側根和根毛增多，使植物吸收水分的麵積增大，促進水分的吸收。同時減緩地上部的生長，以減少水分和能量消耗，並轉向生殖生長，促進衰老以加速果實和種子成熟，以生物量和產量為代價來換取生命的延長和延續。這也是為什麼旱災經常導致嚴重的農作物減產。
植物對決幹旱
偉大的自然界中總有堅強的鬥士。雖然幹旱會對植物造成巨大的傷害，雖然植物無法像人和動物一樣逃離危險，但是即使那一望無垠的古老荒漠的墨西哥北部高原也遍布著“荒漠之泉”仙人掌，甚至那堅硬的石頭上都可以看見倔強的“九死還魂草”卷柏。我們不得不讚歎自然進化的神奇和生命的頑強！
這些不幸生長在缺水幹旱環境下的植物又是怎樣活下來的呢？如果要用一句話概括，應該是八仙過海，各顯其能。
在非洲的撒哈拉大沙漠裏生長著一種叫“短命菊”的菊科植物，隻要有一點點雨滴的濕潤，它的種子就會馬上發芽生長，在短暫的幾個星期裏完成發芽、生根、生長、開花、結果、死亡的全過程。
沙漠中還有一種木賊，它的種子在降雨後10分鍾就開始萌動發芽，10個小時以後就破土而出，迅速地生長，僅僅兩三個月就走完了自己的生命曆程。它們懂得適應氣候特點，利用短暫的雨季或僅一次降雨來完成生長和繁殖，而避開旱季。這種策略是避旱。
更多的植物是通過一些特殊的結構上的適應來維持在幹旱環境中生長發育所需的水分，通常被冠以“耐旱植物”的美稱。例如一些生長在我國西北沙漠和戈壁中的植物常具有十分發達的根係，能充分利用土壤深層的水分，並及時供應地上器官，就像沙漠中的胡楊樹，可將根紮進地下10多米，頑強地支撐起一片生命的綠洲。
有些植物為了抗旱，退化葉片，或將葉片變成鱗片、膜、鞘、革質，以減小蒸騰失水，就像梭梭和檉柳，最大限度地保持和利用那來之不易的有限水分。另有些植物具有特殊的控製蒸騰作用的結構，如馬藺葉片表麵具有的厚角質層，沙冬青的葉表麵有一層蠟質或灰白色毛，夾竹桃葉片氣孔凹陷等。這些耐旱植物對付旱情的有利措施，都是通過有效地保水或吸水以保持達到水分平衡的目的。
仙人掌科和景天科植物更為特殊，具有肉質結構，貯水組織非常發達，如北美洲沙漠中的仙人掌，一棵可以高達15米至20米，貯水2000千克以上。
另外，這類植物有特殊的光合固定二氧化碳途徑，氣孔白天關閉，利用體內固定的二氧化碳進行光合作用。夜晚張開，吸收二氧化碳並固定。這樣一來，既可以減少蒸騰量，維持水分平衡，又能同化二氧化碳，這種策略也是保水耐旱。
神奇的複蘇植物
自然界中還有一類植物，它們可以生活在極端幹旱的環境裏，但是並沒有特殊的結構來保水，也沒有強大的根係來吸水。這類植物采取的是一種相反的策略，即快速徹底地脫水，減弱生理代謝活動，進入一種類似休眠的狀態度過幹旱時期。而在水分變得充足時又快速地吸收水分，恢複生活狀態，繼續完成其生活史。
在休眠至生長的這個過程中，這些植物表現出形態結構上的可見變化，幹旱時葉片發生卷曲、變硬、失綠，複水時逆轉，重新變得舒展、柔軟、鮮綠，就像它死而複生一般，因此人們把這類植物稱為複蘇植物。英語有個非常有意思的表達，說它們是幹而不死。
我國明代《本草綱目》中就記載過的“九死還魂草”卷柏，可以在晾幹後，經浸水而生。據說卷柏的幹標本在時隔11年之後，浸在水裏，居然能還魂複活恢複生機。筆者也曾將一種名為牛耳草的苦苣苔科植物風幹5年後放在濕濾紙間，幾個小時後就複蘇了。所以這類植物的適應策略是耐旱但不保水。
科學研究告訴我們的真相
細胞學和分子證據顯示低等複蘇植物和高等複蘇植物在幹旱和複水過程中的表現和采取的手段是不同的，後者顯然更經濟劃算。雖然很多陸生植物的種子和花粉能夠耐脫水，但複蘇植物是唯一能夠以葉子等營養器官忍耐脫水的一類植物。
最新的理論推測耐脫水性是一種古老的性狀，大概在植物從水生向陸生進化的過程中獲得。但由於陸生植物獲得了越來越有效的吸收、運輸和保持水分的結構如維管組織，這種耐脫水能力僅僅被保留在種子和花粉中，而在葉片等營養器官中被丟失了。
隻有生活在長期或季節性幹旱生境中的一些植物在長期適應性進化過程中對種子中的耐脫水程序進行重新編程，使之在營養器官中重現而重新獲得了複蘇能力。