章節4
植物也有“眼睛”嗎
植物為什麼有那麼強的趨光性?它們是怎樣知道太陽何時升起又何時落下?向日葵為什麼會追隨著太陽轉動，它靠什麼來確定太陽的位置?科學家明確地告訴我們：植物也是靠眼睛來“看”的。
說植物有眼睛一點也不奇怪，早在20世紀初，植物學家在研究煙草新品種時，就已經發現了植物對光照的敏感。種煙草是為了收獲煙草而非種子，煙草若是開花結籽，養料就會消耗到這上麵而影響煙葉生長。於是有人就絞盡腦汁培育隻長葉子不開花的煙草，結果成功了，新品種在整個夏季和秋季都不開花。但是新的問題又出來了：不開花就不結籽，沒有種子第二年拿什麼播種呢?人們隻得在嚴寒來臨之前把煙草從地裏挖出來搬進溫室。值得慶幸的是，煙草到了溫室不久就開花結籽了。人們對這一現象發生了興趣：煙草為什麼在露天地裏不開花，進了溫室就開花?是不是溫度的關係呢?這個假設很快就被實驗否定了。難道是移動的關係嗎?這個假設不久又被否定了。是不是光照時間不同造成的呢?人們建了一座密不透光的房子，在夏天把種在花盆裏的煙草搬進搬出，讓它像冬天一樣，每天隻能見到六七個小時的陽光。煙草果然在夏季開花了。為了使數據更科學更準確，人們又做了一個恰好相反的實驗。在冬季太陽落山後，對溫室裏的一部分煙草用電燈再額外補充幾小時光照，使煙草受光照時間和夏天一樣長。結果煙草像夏天一樣不開花，而沒有得到額外光照的煙草卻都開花了。煙草開花的秘密終於被揭開了。
通過實驗研究已經證實，接受光照時間的長短，是植物決定開花與否的原因之一。世界上的植物大致分三種情況：有光照時間必須在12小時以上才能開花的“長日照植物”，如小麥、蠶豆等；也有光照時間短於12小時才能開花的“短日照植物”，如大豆、煙草等；還有一種“中性植物”，它們開花對光照時間並無特殊要求。
那麼，植物的識光“慧眼”到底在哪裏呢?人們在研究中發現，幾乎每種植物細胞中都含有一種專門色素——視覺色素。這是一種帶染色體的蛋白質分子，雖然在植物細胞中含量甚微，卻具有吸收光的能力。它不像一般色素如葉綠素把光作為能源，隻對一定波長的光作出反應，它可以把光作為信息源，對不同波長的光作出反應。也就是說，它們使每一個細胞都成為一個光感受器，這些光感受器不僅能“看見”光，還能識別光的強度和光照時間的長短。吸收到清晨淡黃色的光時顯得活躍，猶如植物睜開眼睛；吸收到黃昏暗紅色的光就變得遲鈍，就像植物閉上了眼睛。根據色素分子結構的細微變化，植物就能知道是旭日東升，還是夜幕降臨了。
植物從根梢到葉尖有完整靈敏的感覺係統，它根據視覺色素這雙“眼睛”的不同指示，準確、及時地對光作出不同反應：或開花，或合攏，或枝葉扭轉，或莖株拔高，隨時把自己調整到適於生長繁衍的最佳位置上。
雖然人們已經發現了植物的“眼睛”，但對它的認識還沒有達到應有的深度。植物通過光能不斷地製造視覺色素，視覺色素通過光反過來又控製著植物的生長。人類利用光能不能任意把化合物從一種形式轉變為另一種形式?這裏麵的奧秘還有待科學家們去不斷探索。植物的“體溫”
我們知道，人和許多動物都有一個大致穩定的體溫，植物也有體溫嗎?科學家研究的結果表明，植物體和人體一樣，其本身也是有一定溫度的。但與人體的溫度基本維持穩定不同，植物體的溫度通常接近於大氣溫度(根的溫度接近於地溫)，並隨環境溫度的變化而變化。當植物溫度低於外界環境溫度時，它就會吸收大氣中的熱量或吸收太陽輻射能，使自己的體溫升高；當植物體的溫度高於氣溫時，植物就會利用蒸騰作用和對光線的反射來使體溫降低。
在植物體中，植物的各部分的溫度並不總是相同的。以對溫度反應最為敏感的葉片為例：白天因為受太陽的照射，在強烈陽光的照射下，葉溫可以高出氣溫10℃以上；到了夜間，植物的葉片溫度就會比氣溫低，特別是葉緣和葉尖部分，表現得更為明顯。
植物的呼吸作用也能放出一部分熱量，這會影響植物的體溫嗎?一般不會。因為植物的呼吸作用釋放出的熱量很少，而且很快就散失到大氣中去，隻有一些特殊的植物在特殊的時期才會有所不同。例如王蓮、天南星等大型花卉，在合適的條件下能進行強烈呼吸，以至於引起植株體溫明顯升高。植物的體溫嚴重依賴於環境溫度製約了植物的分布地域，使得大多數植物隻能在它們熟悉的溫度帶裏生存、繁衍。在隆冬季節，如果人們將一株香蕉從風和日麗的海南島帶到冰天雪地的黑龍江，並且沒有采取任何保護措施，毫無疑問，這株香蕉肯定會變成一個“大個冰棍”，死得慘不忍睹。同樣，如果我們將北方栽種的蘋果移栽到了海南島等熱帶地區，如果沒有采取正確的措施，蘋果樹也不會正常開花結果的。
植物對溫度變化的適應能力是不同的，不少植物能在較寬的溫度範圍內生活，即能適應較大的溫度變動。例如鬆樹、樺、櫟等植物，能在零下5~55℃的溫度範圍內生活，這類植物人們稱之為廣溫植物；還有一類植物隻能生活在很窄的溫度範圍內，不能適應較大的溫度變動，這類植物就被人們稱為窄溫植物。窄溫植物對溫度的要求很嚴格，它們必須生活在特定的溫度條件下才能正常生長發育。如在低溫環境中生存的雪球藻，隻能在冰點範圍內發育繁殖；而喜歡高溫的椰子、可可等植物，隻分布在熱帶高溫地區。典型的熱帶植物椰子，在海南島南部就能生長旺盛、果實累累；但到了海南島的北部果實就會變小、產量顯著降低；如果移栽到了廣州，這種植物不僅不能開花結實，而且還不能存活，幹脆死掉了。你看，椰子對溫度的要求多麼苛刻!
一般來說，短期的高低溫對植物的影響並不是很大，很多植物是可以忍受的。但是，如果超出正常溫度的時間一長，植物就會受到傷害，特別是含有水分較多的植物更是如此。例如仙人掌，在0℃以下幾個小時都沒有影響，但是低溫延長到十幾個小時以上時，仙人掌就會受害致死。
當然，溫度的超常變化並不總是對植物起破壞性作用，有些起源於北方或者高海拔地區的植物，植株或種子還必須經過一定時間的低溫刺激後，才能正常發芽、生長、開花結果。以冬小麥為例，隻有在經過冬天的低溫後，冬小麥才能正常地開花結果，否則就不能順利地結出正常的種子。再如牡丹、芍藥等植物的種子，其胚芽有進行休眠的特性，必須經過5℃以下的低溫刺激後才能生長出土。因此，這些植物的種子，秋季采收後如果放在幹燥的室溫中保存，第二年春季播種後就會隻能長根，而不發芽、不出土。所以，這類植物的種子必須秋天就播種，或經過沙藏低溫處理，讓胚芽經受冬季的低溫刺激，這樣才能正常發芽生長。
植物不僅在生長發育上對溫度敏感，在產品質量上與溫度也有很大的關係。例如果樹，在果實成熟期內如果有足夠的溫度，果實的含糖量就高，味道就更甜，果實顏色也更好看；反之，如果溫度不足，就會造成含糖量降低，酸度增加，香味減少，品質就會下降。因為在果實成熟期，足夠的溫度能促進果實的呼吸作用，使果實內過多的有機酸加快分解和氧化，降低果實內有機酸的含量。在我國，四川、湖南、湖北等省所產的柑橘，因成熟時溫度較低，就要比溫度高些的廣東所產的柑橘含酸量高。又如我們經常見到的葡萄，在果實成熟期內如果溫度較高、空氣較為幹燥時，其果實品質也就會好；當溫度低於16℃時，果實就會成熟得很慢，含酸量高而含糖量低。新疆吐魯番的葡萄聞名遐邇，就是因為在葡萄成熟的季節，吐魯番盆地的白天氣溫高、光照強，而且晝夜溫差比較大，常常在10攝氏度以上，所以果實含糖量高達22％，甚至還要高呢!但是，如果果實成熟期溫度過高，也會對果實的品質產生不利影響，一般會使果實變小、果實成熟期不一致、果肉發綿、香味減少，顏色也不那麼鮮豔了，而且果實中維生素C的含量也會降低，品質當然就會下降很多。因此，在引種作物和進行農業栽培規劃時，必須注意植物與溫度的關係。