第三,辨別方位的定向係統。人和動物知道上下左右,東西南北,植物也不例外,具有相當精確的定向能力。
美國有一種萵苣植物,它的葉麵總是和地麵垂直,而且幾乎無一例外地朝著南北方向,因此人們把它稱作“指南針植物”。指南針植物的葉片為什麼會有這種獨特的習性呢?有兩位植物學家發現,指南針植物隻要一遮蔭,葉片的指南特性就消失了。因此他們斷定,葉片指南一定與陽光密切相關。後來他們又進一步發現,葉片的指南特性對植物生長很有利。因為中午陽光最強烈,垂直葉片的受光麵積極小,能大大減少水分蒸騰;而在清晨和傍晚,葉片又可以在耗水少的情況下進行較多的光合作用。這樣,指南針植物能在幹旱的環境條件下,得到較好地生長。
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。植物“探礦”和“采礦”
據說北美洲有一個神秘的山穀,那裏的土壤肥沃,風和日麗。可是到這裏居住的人時間不長就會得一種莫名其妙的病:眼睛瞎了、毛發脫落了、最後體力衰竭而死亡。
後來經過地質人員的研究才揭開其中的謎。原來這裏的地層中含有大量的硒,植物生長從土壤中吸取了大量的硒。當人們吃了這些含有大量硒的植物後,機體遭受損害便中毒死亡。
人們從這個現象中受到啟示:如果土壤中或上麵生長的植物某種金屬的含量特別高,就可以推測地下可能分布著這種金屬礦。後來又發現了利用“指示植物”來尋找礦藏的簡便方法。原來有些金屬礦區的土壤中,某種金屬的含量特別高,這對一般植物來說是有毒的,不能生長便紛紛死去;而有少數植物能夠忍受,生長得很正常。這些植物就成為那種金屬的“指示植物”。
因此,一看到這種植物的存在便能推測地下含有哪種金屬礦。例如,從“海州香薷”大量生長的地方發現了銅礦;生長林堇菜的地方可能找到鋅礦;生長針茅的地方可能找到鎳礦;生長鈴形花的地方可能有磷灰石礦;生長七瓣蓮的地方可能找到錫礦……
在地球上有些礦物比較分散,有些礦藏含量太低提煉困難,如要開采代價很大。於是人們就請一些植物來幫助“開采”。
植物能夠通過發達的根係從土壤中吸收一些它所“喜歡”的元素集中在體內,人們再從植物中提取這些元素。例如,紫雲英能從土壤中吸收大量的硒,積存在植物枝幹中。人們可種植大量的紫雲英,收割、曬幹、燒成灰,再從灰中提取硒,每公頃可以獲得25公斤的硒。又如,在巴西的緬巴納山區有一種名叫“鐵草”的暗紅色小草,它嗜鐵如命。利用它發達的根係能從土壤深層中吸取鐵元素貯藏在體內。人們采集大量的鐵草,經過提煉後就可以得到高質量的鐵。水生植物還可以幫助人們從水中“采礦”,從廢水中回收重金屬。
又如,我們常吃的海帶、海藻,它們能從海水中吸收大量的碘元素。水風信子能從廢水中吸收鎘、汞、鉛等重金屬;水浮蓮能從汙水中吸收金、銀、汞、鉛等重金屬。
據研究,問荊或玉米喜歡從土壤中吸收黃金。因此,種植它們還可以幫助人們從土中淘金呢!植物淨化汙染
如今城市和郊區的河流、湖泊、由於受到工廠排放的廢水和居民生活汙水的汙染變得又髒又臭,魚蝦早已消聲匿跡,影響了環境衛生及人民健康,生態平衡也遭到了破壞。
克服汙水對環境的汙染,其中最經濟有效的措施之一便是植樹造林、種草。
森林有淨化水源的作用。經科學工作者監測比較,從有林的山坡流下的水中所含汙染物質僅為無林山坡流下水的三分之一,細菌數量也減少了二分之一。其次,各種水生和沼生植物對淨化汙水作用明顯。因為植物在生長過程中需要不斷地通過根係吸收水分和營養物質,汙水中的有害物質也被植物吸收了並與植物分泌出來的物質發生化學作用而變成無害的物質。如鳳眼蓮、水浮蓮、水葫蘆、菱角、蘆葦和蒲草對砷、汞、鎘、鎳等物質的吸收能力十分強,對其它有機汙染物也有相當大的吸收能力。種植小球藻可以淨化汙水中所含的氮、磷及其它汙染物。水蔥吸收汙染物質能力特別強,而且水蔥還能殺死水中的細菌。
因此說植物是我們人類的衛士,它既能美化環境又能淨化汙染。植樹造林是一項很重要的任務。食蟲植物
在繽紛的世界中,綠色植物作為能量的轉化者,通常是處在生物界食物鏈的第一環,即被食者。然而在千百萬種的植物中,也不乏個別的“異類”,它們不是被食者,而是捕食者,以昆蟲為食。根據科學家統計,它們的祖先有可能是生長在氮素養分十分缺乏的酸性土壤和池沼中,經過長期的適應,一部分的葉子就形成了形形色色的捕蟲器,靠捕食和消化小蟲作為營養的補充。據統計,全世界共有食蟲植物約400餘種,我國約有30餘種。
第一,豬籠草
又名雷公壺,為豬籠草科豬籠草屬的植物,直立或攀援草本,高05~2米。碩果栗色,長05厘米左右,種子絲狀,長約12厘米,花期4~11月,果期8~1月。
初見這種植物,你也許會認為它身上那瓶子一樣的東西是它的果實。其實,那是它的捕食器。這些長8~16厘米不等的“瓶子”是一些貪吃的小昆蟲的葬身之地。豬籠草的瓶子蓋的邊緣腺體和瓶子裏麵的腺體能夠分泌一些類似於蜜汁的液體,這些蜜汁對蒼蠅和一些小昆蟲很具誘惑力。貪吃的昆蟲爬到瓶口舔食蜜汁時,會受瓶體內的更多的蜜汁的誘惑爬進瓶內,而瓶子的上半部分的內壁是由蠟質構成的,十分光滑,昆蟲很容易落入瓶子的底部。一旦昆蟲落入瓶內,瓶蓋就會緊緊地蓋住,昆蟲想跑也跑不掉了,隻得慢慢地被瓶子底部的消化液消化吸收掉。捕蟲器的顏色非常美麗,大小不一樣,小的隻有拇指一般的大小,而大的甚至可以容納1~2升水。在北京植物園和華南的植物園均有栽培觀賞。
豬籠草科的植物有2屬,約68種,主要產於加裏曼丹等熱帶島嶼,少數分布至大洋州的北部,非洲馬達加斯加島以及印度半島。有的種類瓶內生長有倒刺,昆蟲落入其中更是難逃活命。我國的分布較少,僅有一屬,產於廣東西部、南部,主要生長於海拔50~400米的沼地、路邊、山腰和山頂等灌叢中、草地上或林下。