為了搞清楚血型植物的基本作用,科學家對植物界進行了深入研究,得出這樣的結論:如果植物糖基合成達到一定的長度,在它的尖端就會形成血型物質,然後合成就停止了。血型物質的黏性大,似乎還擔負著保護植物體的任務。
對植物血型的探索,還隻是剛剛揭開帷幕,但是植物界為什麼會存在血型物質?為什麼又找不到A型的植物?血型物質對植物本身有什麼意義等問題,還沒有完全弄清楚,尚待科學家們去進一步研究和探索。隨著研究工作的不斷深入和發展,人們也將會揭示出植物血型在其他方麵的廣泛用途。
第十一節 指南樹為何總是指向南極
東南亞各國有一種常見的印度扁桃樹,樹的外形十分奇特:它的樹枝與樹幹形成直角,而且隻向南北兩個方向生長。因為人們能輕易根據樹枝的方向來辨別東西南北,所以有“指南樹”之稱。
在非洲東海岸馬達加斯加島上,也生長著一種“指南樹”。樹高約25英尺,樹幹上長著一排排細小的針葉。不論這種樹長在什麼地段、什麼高度,它的細小針葉總是指向南極。出沒於森林中的大人小孩,總是靠這種樹來確定方向,為當地人們的出行帶來了極大的方便。
在中國的內蒙古大草原還有一種“指南草”,它是野萵苣的俗稱。這種植物的葉子基本上垂直地排列在莖的兩側,而且葉子與地麵垂直,呈南北向排列。這些植物為什麼會“指南”呢?這不禁讓人們感到很神奇。
近些年來科學家們經過研究已經得知了“指南草”指南的原因:原來在內蒙古草原上,草原遼闊,沒有高大樹木,人煙稀少,一到夏天驕陽火辣辣地烤著草原上的草,特別是中午時分,草原上更為炎熱,水分蒸發也更快。在這種特定的生態環境中,野萵苣練就了一種適應環境的本領:它的葉子,長成與地麵垂直的方向,而且排列呈南北向。這種葉片布置的方式有兩個好處:一是中午時,亦即陽光最為強烈時,可最大程度地減少陽光直射的麵積,減少水分的蒸發;二是有利於吸收早晚的太陽斜射光,增強光合作用。科學家們考察發現,越是幹燥的地方,生長著的這種“指南草”指示的方向也越準確。其道理是顯而易見的。
可是對於指南樹來說,原因卻沒這麼簡單,為什麼這些樹種會生長得如此方向明確,還沒有人能解釋清楚。
第十二節 高寒植物的“秘密武器”之謎
生長在高寒草甸的植物,為了適應幹冷惡劣的自然環境,都擁有生存的“秘密武器”。通過解讀這些秘密武器,我們才可能發現高寒植物為什麼有強大生命力的原因。
胎生繁殖是植物對生長期短,生態條件惡劣的高山環境的一種適應方式。常見的胎生植物有珠芽蓼、點頭虎平掌、胎生早熟禾等。它們在高海拔地區生長發育、開花結果。當種子成熟後,不經過休眠期,立即萌生成幼苗,然後落地生根,在雪被的保護下安全越冬。
在終年冰雪帶以下,寒凍風化作用極為強烈,山麓、山坡以至山頂到處是裸岩、碎屑、石塊,宛如一片石海。岩石或石塊表麵生長著五顏六色的地衣,構成了許多美麗的圖案。地衣不怕風吹、雪蓋、日曬和雨淋,並能分泌出特有的地衣酸來溶解和腐蝕岩石表麵,以取得必要的養料,加速岩石表麵的風化,使其轉化為土壤,為其他植物的生長提供必要的條件。地衣類植物通常分布在雪線附近幾百米的地段,被稱為高山區域的“先鋒植物”。
搬開壘疊在一起的石塊,可以發現石塊間積聚著許多細小的土粒,其間生長著一些高等植物。最惹人注目的是全身密布白色絨毛的雪蓮。這是菊科鳳毛菊屬植物。雪蓮又叫“雪兔子”。遠遠望去一株株雪蓮猶如一隻隻白色的玉兔,用它那濃厚的絨毛抵擋著凜冽寒風的襲擊,在皚皚冰雪中傲然屹立。它的根係長達一米以上,為地上部分的五至十倍。
坐墊植物在高原上分布十分廣泛,它們是在高山極端環境下形成的具有特殊形態結構的地上芽多年生草本植物。坐墊植物比較矮小,植株分枝多,莖節間強烈短縮,枝條排列成流線型的墊狀體,呈半球狀倒覆貼於地麵。它們的葉縮成鱗片狀、針狀或極小的葉片覆於表麵,小枝間有枯葉,細土充填,具有保護生長點和越冬芽與增加熱容量的作用。白天,它們吸收大量的太陽輻射熱,而散熱則較慢,體內水分蒸騰也較少,形成了有利的“微環境”。坐墊植物的主根多粗大而深入地下,保證了地上部分有足夠的水分和養分供應。典型的墊狀植物有枝葉密集的囊種草、盛開細小白花的苔狀蚤綴和墊狀點地梅等。在藏北高原,囊種草的根係集中分布在離地表十至五十厘米內,其側根發達,根係展布範圍的直徑相當於墊狀體直徑的七至十二倍。
植株矮小是高山植物的又一生存武器。以柳屬植物為例,在海拔較低的雅魯藏布江中遊穀地,它是綠影婆娑、垂枝飄拂的大樹,但在高山帶,它卻成為幾十厘米高的植物,有的甚至僅兩三厘米高,蔓地而生。又如沙棘,在藏東南低海拔的穀地中它可高達十多米,但在羌塘高原上卻成為隻有幾厘米高矮小灌木了。在高原東南部的高山上,以三至五厘米高的小蒿草為主組成的高山草甸植被結構簡單,層次分化較不明顯,宛如鋪在高原上的綠色地毯。它的生物生產量低,但其草質柔軟,營養豐富,適口性強,成為良好的暖季牧場。在比較濕潤的高山,有圓穗蓼、香青、紫菀、委陵菜、黃總花草等和蒿草一起生長。這些雜草高十至二十厘米,盛開著粉紅色、紫色、黃色等各色花朵,五彩繽紛。高山上花色豔麗的植物不勝其數。藍紫色的龍膽;黃色、紅色、藍色的綠絨蒿;白色銀蓮花;金黃色的金蓮花;深紅色的角蒿。有的呈塔狀矗立,有的連成一片,像色彩斑斕的錦緞,給高原增添了迷人的景色。
高山上的灌木也種類繁多,數量豐富。其中最引人注目的是杜鵑屬植物。森林帶上部的山地陰坡生長著無鱗杜鵑灌叢,它們枝幹稠密,鬱閉潮濕,滿布苔蘚,使人難以通行。在開闊的高山上,有鱗杜鵑灌叢,植株逐漸變矮,它們綻放著粉紅色、藍紫色、黃色、白色的花朵,組成山花爛漫的世界。隨著水分條件的變化祁連山和岡底斯山東段西北的羌塘高原上則沒有杜鵑灌叢。和杜鵑灌叢形成鮮明對照的是生長在山地陽坡的圓柏灌叢。在低海拔的森林帶內圓柏高達五到十米,而在高山帶內,它的高度僅半米或一米,呈直徑一至一點五米的暗綠色圓盤狀匍匐在坡麵上。落葉的金露梅灌叢適生範圍十分廣泛。北起祁連山,南抵喜馬拉雅山,甚至在半幹旱的高原腹地它也可以生長。它們開放著金黃色的花朵給高原單調的景觀帶來了暖春的氣息。這類灌叢可在海拔五千五百米的高山上生長,是迄今所知分布最高的灌叢之一,然而它卻是灌叢家族中的侏儒,高僅三五厘米。
帶刺的錦雞兒灌叢在高原上也占有很重要的地位。常見的如高原南部湖盆周圍山麓洪積扇及山坡上的西藏錦雞兒和變色錦雞兒灌叢,直徑達一至二米,呈圓盤狀伏在高原麵上,構成獨特的景觀。在濕潤、半濕潤的高山上,箭葉錦雞兒綻放著粉紅色花朵格外惹人喜愛,使人們忘卻了那滿布密刺令人生畏的株體。
紫花針茅在高原上分布很廣,富有代表性。它耐寒旱,高僅20厘米,組成外貌單調的草原景觀。暖季末期花絮飄曳,在陽光照射和微風吹拂下,映出縷縷銀光,這種低矮的牧草和我國北方內蒙古高原。“天蒼蒼,野茫茫,風吹草低見牛羊”的景色全然不同。藏北高原上占優勢的青藏苔草,地上部分隻有十幾厘米高,但地下的根深達一米多,支根又向水平伸展達兩米以上。由於生態環境嚴酷惡劣,共莖葉上部多呈幹枯狀,具枯黃色的外貌。
寒冷幹旱的高原西北部占優勢的代表植物是墊狀駝絨藜。它植株矮小,為墊形的小半灌木,形成一個個小圓帽狀的坐墊。雖然高僅有十厘米,卻有百年以上的壽命。它既能在含鹽的、有多年凍土層的古湖盆底部形成高寒荒漠植被,又能生長在幹旱的高山碎石坡上。
第十三節 植物生長與地球自轉有什麼關係
科學家們發現,地球自轉所形成的重力,對植物的成長發育有著很大影響。
地球自轉對植物的影響,從外觀上看,那就是無處不在的螺旋體。最明顯的例子就是爬蔓植物啤酒花。我們在潮濕的混交林中或在河岸溪邊,常可看到長得高高的、像一團亂麻似的啤酒花叢。這一團團亂麻就是它纏結在一起的細莖和心狀的鏟形葉,在多棱的爬行莖上長滿銳利的鉤刺,這些鉤刺搭攀住附近的灌木或喬木。它的莖生長非常迅速,很快纏住樹木的枝幹,按逆時針方向盤旋上去,形成了左螺旋。有時它的莖還能自相纏繞,就像繩索一樣。一般來說,爬蔓植物大都是沿著支撐體向右盤旋上升的,隻有少數向左旋。啤酒花就屬於這種特例。
除爬蔓植物外,其他植物的葉子也都是按螺旋方式長在莖上的。作為觀賞植物的蘆薈就是這樣。如果我們再仔細觀察榆樹、赤楊、柞樹以及柳蘭、草地矢車菊等,就會發現,它們的葉子都是明顯按螺旋方式排列在枝上的。另外,大多數草的葉子的排列也都是螺旋式的。正是由於螺旋式排列,才沒有一片葉子正好長在另一片葉子的下麵,這樣即使長在最下麵的葉子,也能享受到陽光的光照。大多數植物的葉子都是按順時針方向盤旋而上的,逆時針而上的為數不多。通常的情況是,右旋植物的葉子右半部發育較快,左旋植物的葉子左半部發育較快。
我們還可按照葉序旋轉的方向辨別出植物的性別。比如白楊、柳樹、月桂樹和大麻等植物,陰性的葉子是從左向右,陽性的葉子則從右向左排列。有些針葉植物,它們的螺旋性並不表現葉子在莖上的排列形式,而是表現在這些葉子的旋轉方向上。像成對生的鬆樹針葉常常是以螺旋式旋轉的,而每一對鬆針旋轉的方向總是一致的。人們還發現,椰子樹巨大的、帶有花紋的葉子也是按螺旋式排列的,不過這種排列因其在赤道南北的位置不同而不同。生長在赤道以北的椰子樹葉大多數是左旋的,而生長在赤道以南的則是右旋的。
不但植物的莖葉是螺旋排列的,它們的花朵上的花瓣也往往同樣按螺旋方式集聚在一起。果實也不例外,有種叫複果的聚花果,也是按螺旋排列的。像向日葵的花盤,它的籽就是一個挨一個地從中心按螺旋式排列,而形成一個大圓盤的。鬆樹和白杉的球果的鱗片也呈螺旋狀。
隻要再進一步深入研究就會發現對動植物機體的發育有決定性作用的脫氧核糖核酸,它的分子結構原來都是細長的雙螺旋線。自然界中的蛋白質都是左旋的,而糖的原子排列則是右旋的。既然組成生物機體的分子是按螺旋曲張排列的,那麼生物機體的整體都有螺旋狀組織也就不奇怪了。
螺旋為什麼在植物界無處不在呢?研究它有什麼意義呢?這方麵的研究,還遠未達到令人滿意的地步。有些科學家認為,宇宙中的星體都在旋轉,我們居住的地球繞太陽轉,太陽係繞銀河係的銀核轉,銀核本身也在轉。這種無止境的旋轉對地球上的一切生物都會產生影響,這就是我們所看到的世界上存在那麼多螺旋現象的原因。
還有的科學家設想,自然界中的螺旋狀態乃是宇宙中運動的共同規律的反應。尤其是地球的永恒的勻速運動,地球的引力場和電磁場對植物的生長發育起著巨大的作用。
研究植物的螺旋狀態,其意義也是顯而易見的。植物學家分析,一些對人有益的植物,其性質也許就取決於葉序的方向或者葉子的旋轉方向。即使是同一種植物,由於葉序左旋和右旋的不同,它們所含的藥用物質或人體所需要的其他物質也是有差異的。一些科學家通過對幾十種植物葉子的左右兩半分別進行各種物質含量的化驗,發現發育較快的那半邊所含的葉綠素、維生素C和植物本身生活所必需的其他營養物都比另一邊多。
這些對植物螺旋狀態的研究還都是初步的,許多疑團還等待著人們去進一步探索。