正文 植物(8)(2 / 3)

植物為什麼會落葉

一夜秋風,遍地黃葉,人便會平添幾分惆悵。可你想過嗎?為什麼植物會落葉?誰是這幅蕭索的秋景圖的設計師呢?

早在40年代,科學家們就認為衰老是有性生殖耗盡植物營養所引起的。不少試驗都指出,把植物的花和果實去掉,就可以延遲或阻止路子的衰老,並認為這是由於減少了營養物質的競爭。但是進一步觀察可以發現,並不是所有植物都是這樣的。許多植物葉片的衰老發生在開花結實以前,比如雌雄異株的菠菜的雄花形成時,葉子已經開始衰老了。看來衰老問題並不那麼簡單。隨著研究工作的深入,現在知道,在葉片衰老過程中蛋白質含量顯著下降,RNA含量也下降,葉片的光合作用能力降低。在電子顯微鏡下可以看到,葉片衰老時葉綠體被破壞。這些生理生化和細胞學的變化過程就是衰老的基礎,葉片衰老的最終結果就是落葉。從形態解剖學角度去研究發現,落葉跟緊靠葉柄基部的特殊結構——離層有關。在顯微鏡下可以觀察到離層的薄壁細胞比周圍的細胞要小,在葉片衰老過程中,離層及其臨近細胞的果膠酶和纖維素酶活性增加,結果使整個細胞溶解,形成一個自然的斷裂麵。但葉柄中的維管束細胞不溶解,因此衰老死亡的葉子還附著在枝條上。不過這些維管束非常纖細,秋風一吹,它便抵擋不住,斷了筋骨,整個葉片便搖搖晃晃地墜向地麵,了卻了葉落歸根的夙願。

說到這裏,你也許會問,為什麼落葉多發生在秋天而不是春天或夏天呢?

經過觀察研究得出這樣一個結論,影響植物落葉的條件是光而不是溫度。實驗證明,增加光照可以延緩葉片的衰老和脫落,而且用紅光照射效果特別明顯;反過來縮短光照時間可以促進落葉。夏季一過,秋天來臨,日照逐漸變短,是它在提醒植株——冬天來了。

經過艱苦的努力,科學家們找到了能控製葉子脫落的化學物質。它就是脫落酸,它的名字清楚地表明了它的作用。脫落酸能明顯地促進落葉,這在生產上具有重要意義,在棉花的機械化收割中,碎葉片和苞片摻進棉花後嚴重影響了棉花的質量,因此在收割以前,人們使用脫落酸進行噴灑,讓葉片和苞片完全脫落,保證了棉花的質量。還有一些激素的作用卻相反,赤黴素和細胞分裂素則能延緩葉片的衰老和脫落。

但是問題還有很多,比如,常綠植株的落葉是怎麼回事?光照究竟是通過什麼機製在控製落葉的?脫落酸分子生物學作用機製又是什麼?這種種問題正等等待我們不斷探索,去研究。

活化石——銀杏

在古老的庭園,古廟或者大山之中,都可能會看到銀杏高大茂盛的身影。夏初,銀杏樹會結出一簇簇淡青色、杏子樣大小的種子,這就是銀杏。

化石是古代生物由於各種突變,被埋藏在地下,經過高壓、高溫使生物體變成了生物形狀的石頭。那樣茂盛的銀杏樹為什麼被稱作活化石?這要從它那不平凡的身世講起。

它的曆史足足有3億年了。1億多年前,浩瀚的銀杏林覆蓋了地球上絕大部分土地,可是,3000年之後,由於各種新生植物不斷滋生和發展,這古老的樹種——銀杏也不能違背自然的規律,漸漸走向衰退。

在那古老的年代,地殼還處在不穩定狀態中,地球上發生了多次冰川作用。從北極南下的冰川掩埋了許多植物,致使不少植物種類滅絕,銀杏在歐洲和北美洲全部毀滅了。在亞洲大陸亡也幾乎絕種。

極為幸運的是,由於我國的山脈多為東西走向,對北極南下的冰川起了阻隔作用,這才使這一珍貴的古代植物幸存下來,使,我們有幸觀仰這上古時代的植物。銀杏是世界上最古老的一個樹種,是我國名符其實活著的“化石”。

銀杏樹的種子銀杏,剖開後有惡臭,中皮骨質化,堅硬而且是白顏色的,因此銀杏也叫白果。

銀杏樹是有名的“公”、“母”異樹,就是說銀杏樹是分雌、雄性別的。雌、雄樹借風傳布花粉,即使相距3~4公裏,也能借風授花粉而結果。我國古代人民積累了鑒別雌株和雄株的經驗,“其核(銀杏核)兩頭尖,三棱為雄,二棱為雌”。

銀杏樹又被人們稱作公孫樹,因為銀杏樹生長緩慢,人們有公公種樹,孫子收果的說法。而實際上,銀杏在栽培後15~20年開始結果,壯年樹每年可以收獲100~200斤種子,400年以上的大樹仍然可以碩果累累,是結果年限最長的果樹之一。

“獨木成林”的榕樹

史書裏記載,有一支六七千人的軍隊,為了躲避炎熱,找到了一棵大榕樹。結果,所有的戰士都躲進榕樹的樹蔭,避免了難以忍受的炎熱。

在我國廣東省新會縣,有一個被人稱作鳥的天堂的地方。這裏的樹林占地很大,裏麵棲息著無數的鶴和鸛,一早一晚,飛進飛出,壯觀極了。然而這片被稱作鳥的天堂的大樹林竟是一棵繁衍成林的榕樹。

粗大的榕樹樹幹直徑大約十幾米,樹枝也是那麼粗壯挺拔,向四周使勁伸展著,使得樹冠麵積極大。榕樹獨木成林的原因在於它那粗壯的大樹枝上會垂下一簇簇胡須似的“氣根”。這些“氣根”開始就是根細棍,可是它們隻要接觸到土壤,就吮吸著土壤中的營養成長壯大起來。結果,慢慢發展得和母樹差不多一般粗了。

就這樣,無數的“氣根”連同母樹一起繁衍不息,樹冠也越來越大,古老的榕樹就形成了一片壯麗的樹林。

如果樹冠好比一個巨大的房頂,那麼這些氣根就好比支撐起房屋的支柱,所以根據“氣根”的作用,人們又把它叫做支持根。

榕樹軀幹雄偉,綠葉參天,如果沒有一個龐大的根係,那榕樹是不可能發展成這樣的。可以想象,那地下根的龐大和壯觀是絲毫不遜於樹木本身的。榕樹的根極善於向四麵八方蔓延,一直竭盡全力伸展到最深遠的地方。根紮得越深,和土壤的關係越密切,才能使榕樹枝葉越繁茂,巨大的樹幹才能安詳而豪邁地屹立在大地之上。

榕樹的種子並不起眼,黃豆般大小,可它生命力極頑強,即使落在懸崖峭壁上,依然能靠那石頭縫裏的少得可憐的泥土成長。那些根像條條鋼筋般攀附在石壁上,把石壁上的營養一點一滴吸收起來,輸送到樹身中去。就是扭曲,卻也能堅強而泰然地在峭壁上生長。

孟加拉國有一個著名的榕樹獨木林,樹齡900歲,樹高40米,側枝600個,樹冠的陰影超過42畝地。看!榕樹奏響植物界裏一曲真正雄偉壯麗的生命讚歌!

秋天變紅的樹葉

秋天的北京香山,沉浸在美麗的紅葉的懷抱裏,引來眾多遊人。

葉子為什麼總在秋天變紅呢?

葉子在春天和夏天總是綠綠的,那是因為叫子裏含有一種叫葉綠素的東西。葉綠素的作用可大啦!它能把太陽光加工成“糧食”。所以,不斷有新生產出來的葉綠素代替老了的葉綠素。

秋天一到,秋風四起,溫度驟然下降。葉子抵抗不住寒冷與幹燥的氣候,它慢慢喪失了生產葉綠素的能力,葉綠素慢慢老了,死掉了,葉子的綠色也隨之褪掉了。可是葉子裏還存有大量的類胡蘿卜素,一聽這名兒,你就能猜出來,它的顏色就像胡蘿卜那樣黃,所以,秋天裏的許多葉子是黃色的。

而有些葉子在綠色褪掉後,卻產生了大量的紅色花青素,結果可想而知,葉子變成了紅色的了。

留心觀察一下秋天裏香山的葉子,有橙色的、有黃色的、也有紅色的。

山上的葉子總比山下的葉子紅得早。這是因為,山上晝夜溫度差異大,葉子裏的糖分就積累的多一些,產生的紅色花青素就比較多,所以山上的葉子比山下的紅得早一些。

植物落葉的科學解釋

植物通過落葉可以縮小蒸騰和散熱的麵積,減少體內水分散失,以適應低溫、幹旱等不良環境條件。葉片落入土壤後,即被分解,養分重新被植物利用。其有機物質還可改善表層土壤的理化性狀,提高保水保肥能力。近來,有人對植物落葉現象提出了新的解釋。他們把落葉看成是植物的排泄和競爭的過程。這一點常被已往的研究忽視。沃曼等人於1980年發現,生活在富含金屬土壤中的植物,生長著的葉片含鋁量很低,但已脫落的葉片中卻含有高濃度的鋁。他們分析了生長在不同條件下的21種多年生植物的各種離子的含量,大多數植物脫落葉片中鈣含量高於生長的葉。鎂和鈉沒有明顯的規律性。而鉛、鋅、鐵、鋁等元素,則幾乎在所有被測脫落葉片均高於生長活葉。各種元素含量變化的幅度也很懸殊。高濃度的重金屬對任何植物來說都是有害的。把重金屬離子積累於老葉,並隨落葉而脫落植物體,無疑具有積極的作用。從這個意義上來說,落葉就是植物的排泄過程。落葉還有提高植物競爭的能力。有些植物的落葉可釋放出種間抑製劑,阻礙其他植物的生長。在森林中,永久性的落葉層能減少林下草的生長量。有人在果園中鏟除果樹周圍的雜草,使果樹增產,起到與落葉層類似的作用。落葉層還為樹木的種子提供發芽和幼苗生長的溫床,有利於種的繁衍。顯然,這些特性都在生存競爭中起到積極的作用。在漫長的進化史中,植物經受了來自多方麵的選擇壓力,葉片結構愈見複雜,功能日趨完善。落葉的排泄和競爭作用有利於整個植物和物種的生存發展。

海底生長的樹

在四季如春的海南島,那裏有許多珍貴、稀有的動植物。最有趣的是那些生長在海底的樹——紅樹,它們終日泡在又苦又鹹的海水中。那裏環境惡劣,日複一日地受波浪衝擊,腳下是沙子一樣的土地,又稀又軟的泥。可是它們卻頑強地“活”下來,長成粗壯的大樹。小朋友們,你們知道為什麼海底能長樹嗎?

紅樹能在海底“安家落戶”,多虧了它那又粗又多、盤根錯節像蘑菇一樣扣在地上的根,緊緊抓住地下,從遠處看分辨不出是樹根還是樹幹。紅樹不怕鹹水,它身上有負責排鹽的葉子。葉子上的白點,就是顆顆鹽粒。它的根上含有許多氣孔,有的在水中,吸水中的氧氣,有的在半空中吸收空氣。這樣紅樹就不怕水淹和海水的侵蝕了。別的樹都是結種子,傳播種子,再長新苗。可是紅樹卻是大樹生小樹,小樹苗在大樹媽媽身上長成後,就自己飄落而下,根朝下,芽朝上,任海水把它送往各個角落,哪裏合適就在哪裏紮根。

人們都說紅樹是海南島千裏海岸線的“綠色長城”。小朋友你有機會到這天涯海角來看看它。

樹木為什麼需要水

沒有水就沒有生命,這是人所共知的事實。水是決定植物生長的重要條件,這是自然現象。水對樹木個體和森林群體的作用又有什麼特殊意義?這是大自然的秘密,複雜而有趣。

水和生命是緊密聯係在一起的。在生理活動旺盛的細胞中,原生質的含水量是很高的。當細胞含水量減少時,原生質的膠體由流動的流膠狀變成了半固態的凝膠狀,因此,細胞中各種生理活動也隨之減弱。樹木體內的含水量一般是幼齡樹高於成年樹。通常葉子的含水量為80~90%;根尖、嫩梢及幼苗的含水量高達90%;休眠芽為40%;休眠的幹種子隻有7~12%;樹幹的含水量為50%左右。從不同器官含水量差異可以看出:凡是生理活動旺盛的部分,都具有較高的水分含量。