專為後代分泌奶汁

令人嘖嘖稱奇的是奶樹並不是用種子繁殖的。當成年的奶樹長到一定時候,樹根上便會長出棒狀的小奶樹來。小奶樹慢慢長大,已經到了要獨立生活的時候。這時,老奶樹便拚命分泌奶汁,使奶苞慢慢脹大,將乳汁滴在地上,養肥了土壤。與此同時,長出小奶樹的部位,其上方的老奶樹的葉子忽然全部枯萎,露出頭頂一方天空來。小奶樹幼嫩的黃葉見光以後,馬上變成綠色,獨立地進行光合作用。

能泌鹽的大米草

從我國遼寧省西部葫蘆島一直至廣東省電白的沿海灘,不少地方都長著茂密的大米草,好像一條綠色的綢帶。

大米草屬禾本科多年植物,叢生,是一種喜水耐鹽的植物。它的稈直立,根狀莖粗,能迅速蔓延,葉片線狀,再生能力強。大米草原產於英國沿海地區,我國引種後生長良好,經過天然雜交,比歐洲海岸的大米草和美洲互生大米草的植株高大。海灘地帶土壤中,含有大量的鹽分,其他的植物都不能生長,隻有大米草還可以生長。為了避免鹽分過多的傷害,大米草的體內不累積鹽分,而是通過葉子背麵的鹽腺分泌鹽,把體內多餘的鹽分排出體外。含氯化鈉的液體分泌到葉子的表麵,待水分蒸發掉後,分泌液中含的氯化鈉慢慢地變成鹽類的結晶,遺留在葉的表麵。

這些遺留在葉子表麵的鹽分,經風一吹,雨一洗,就紛紛掉下來了;或者到了秋天葉子黃時,隨著脫落的葉子而脫離植株體。人們把這種能分泌鹽的植物,稱為泌鹽植物。

具有分泌鹽這種特殊功能的植物,不僅僅隻有大米草一種,像生長在我國甘肅、新疆等地的瓣鱗花,生長在海濱的馬牙頭,紅樹林中的白骨壤,以及怪柳、胡楊等,都屬於泌鹽類的植物。

能泌精製食鹽的樹

在黑龍江省與吉林省交界處,有一種六七米高的樹,每到夏季,樹幹就像熱得出了汗。汗水蒸發後,留下的就是一層白似雪花的鹽。人們發現了這個秘密後,就用小刀把鹽輕輕地刮下來,回家炒菜用。

據說,它的質量可以跟精製食鹽一比高低。於是,人們給了它一個恰如其分的稱號,叫木鹽樹。

能噴火的樹

1988年4月16日中午,上海武康路上一棵大槐樹突然從粗大的樹幹上冒出耀眼的火星,從樹洞裏竄出熊熊的火焰。

當這棵枝葉翠綠的大槐樹燃燒的時候,有人急忙向消防部門報了警。幾分鍾之後,消防車就趕到了現場,消防隊員們用滅火器撲滅了亂竄的火苗。

人們以為這下就沒事兒了,誰知道過了一會兒,騰騰的火苗又從樹洞裏竄了出來,消防隊員又用高壓水槍猛射了一陣,才算熄滅了火舌。

這棵樹為什麼會噴火呢?人們議論紛紛。據消防隊的警官推測,可能是地下煤氣管道泄露,蓄積在樹洞裏,散發不出來,有人扔了煙頭,點燃了煤氣。

但經過煤氣公司工作人員的現場探漏檢查,並沒有發現管道有漏氣的現象,這個推測被否定了。好端端的槐樹為什麼會噴火自燃呢?這真是個難解之謎。

會滅火的樹

在非洲的安哥拉,生長著一種奇異的滅火樹。當地人管它叫梓柯樹,這種樹四季常綠,有20多米高。當旅行者坐在梓柯樹下點火抽煙,或者燃起一堆篝火的時候,就會看到一種難忘的奇觀:從梓柯樹綠色的枝葉裏,噴灑出大量的液汁,把火滅掉。

原來,這種樹的枝葉濃密,樹枝杈之間長著一個個饅頭大的節苞。這些節苞上密布網眼般的小孔,苞裏滿是透明的液汁,如果節苞遇到火光照耀,液汁就會從網眼小孔裏噴灑出去。由於它的液汁中含有滅火物質四氯化碳,火焰碰上它,就很快熄滅了。所以,旅行者就叫它“滅火樹”。

降雨樹

人們都知道,降雨是一種自然現象,沒有降雨雲是不會下雨的。即使人工降雨,也需要降雨雲,也是對大自然的模仿。

可是在1985年夏天,很多人卻發現了一種奇特的降雨現象:浙江省雲和縣雲豐村小學門口的一棵百年黃檀樹,竟然會在烈日之下自動降起雨來。這一年夏天,雲和地區天氣幹旱,很少下雨。可從7月初開始,這棵樹就開始自動降雨了,每到中午時,樹上就會落下綠豆大小的雨點,隻要3分鍾至5分鍾就能把人的全身淋濕了。

更奇怪的是天氣越晴朗,陽光越強烈,雨就下得越大。如果天氣變陰、變涼,它就馬上不下雨了。這些雨是從什麼地方來的呢?根據觀察,它來自這棵樹的樹枝和綠葉。但人們又產生了新的疑問:為什麼它以前不下雨?為什麼別的黃檀樹不下雨呢?

蝴蝶樹

也在雲南省賓川縣米湯鄉小雞山前的一棵大鬆樹,每年的端午節前夕,就有成千上萬隻蝴蝶從四麵八方飛來,聚集在這棵樹上。不到兩天,成團成串的彩色蝴蝶就掛滿枝頭,隨風微微顫動,把樹枝墜彎成半月形。

這時候,在滿山青鬆綠葉的襯托下,這棵“蝴蝶樹”就像盛開在萬綠叢中的一朵鮮豔的花,特別好看。如果有人搖一下樹幹,樹上的蝴蝶就會鋪天蓋地飛舞起來,如同漫天花雨,五彩繽紛,絢麗無比。但飛起的蝴蝶並不離去,很快又重新飛落到樹上,好像對這棵樹有難分難舍之情,它們要在這裏聚集幾天之後,才逐漸離去。

有趣的是每到秋天,在美國太平洋沿岸的蒙特利森林也會出現這樣一幅奇妙的景象:成千上萬隻色彩豔麗的蝴蝶從北方飛來,落在森林的一棵棵鬆樹上,使墨綠色的鬆林,一下子變成了五光十色的“蝴蝶世界”。直至第二年春天,成群的蝴蝶才悄然離去。這種現象人們一直無法解釋。

在線小知識

在南美巴西亞馬孫河流域有一種牛奶樹,分泌的奶汁可以供人飲用。它的樹皮一旦被刀子割開,便會流出營養成分、味道都與牛奶相近的牛奶。每棵牛奶樹每次產“奶”達3升。

能抗幹旱的植物

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。水分占植物體總重的60%至90%,既可作為各種物質的溶劑充滿在細胞中,也可以與其他分子結合,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能力,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,並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。

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,這些植物通常被冠以“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。還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力措施,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,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地吸收、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。

人類的不斷探索

對自然奧妙的好奇一直是科學進步的主要動力之一。雖然植物對幹旱的反應與適應這個問題在人類孜孜不倦的努力探索下已經獲得了長足的進步。然而,關於形形色色的避旱植物和耐旱植物適應幹旱的分子機理、環境影響與遺傳控製,以及能否加以利用來改良農作物的抗旱性,仍然是很多科學工作者正在努力攻關的難題。

在線小知識

仙人掌:葉子變異成細長的刺或白毛,可以減弱陽光對植株的危害,減少水分蒸發;莖稈粗大肥厚,使身體伸縮自如,幹旱缺水時能夠向內收縮,既保護了植株表皮,又有散熱降溫的作用。