跳舞草舞蹈之谜
人会跳舞,动物会跳舞,植物也会跳舞吗?不要奇怪,有一种植物叫“跳舞草”,顾名思义,它自然会跳舞了。 在我国南方,有一种草叫长叶舞草,是多年生草本植物,属豆科山蚂蟥属,有一尺多高,在奇数的复叶上有三枚叶片,一张在前,两张在后,前面的一张大,后面的两张小。这种植物对阳光特别敏感,受到阳光照射时,后面的两枚叶片就会像羽毛似的飘荡起来。阳光强烈的时候尤其明显,大约30秒钟叶片就要舞动一次。因此,人们又把这种草叫“风流草”和“鸡毛草”。 长叶舞草还有一位“姐妹”,叫圆叶舞草,它的舞姿更加优美动人。这种草分布在印度、东南亚和我国南方山区的坡地上。 会跳舞的草并不算稀奇,会跳舞的树更加奇妙。在西双版纳的原始森林里,有一种小树,能随着音乐节奏翩翩起舞。而且这种树对音乐还有自己的喜好。当音乐柔和优 的作用有关。 含羞草的老家在巴西,那里经常有暴风雨,对于柔弱的含羞革来说,这是一种恶劣的环境,为了能更好地保护自己,它在风雨中炼就了本领,风雨到来之前,就把叶子收拢起来,叶柄低垂,这样一来,暴风雨也拿它无可奈何了。 有趣的是,含羞草还是相当灵敏的“晴雨计”。人们利用它的这种怪脾气和本能,预测天气是晴是雨。 “含羞草害“羞',天将阴雨”这句谚语告诉我们,如果含羞草的叶片自然下垂、合拢、或半开半闭,有气无力,这种时候,多半将有阴雨天气。 如果含羞草不自己“害羞”,而是有人碰它的叶子才合拢叶片,并且速度很快的话,那么这是晴天的征兆。 如果天气转阴将要下雨,含羞草的叶片就会下垂合拢,因为含羞草本身对湿度反应很灵敏,加上小昆虫因为空气湿度大,飞得很低,容易碰到含羞草的叶子,含羞草也会作出反应。而且,如果有人用手指去碰它的叶片,叶片也会回拢,但恢复原状就相当慢了。 含羞草是一种奇妙的植物,它的身上还有不少奥秘没有被揭开。
植物为什么“出汗”
夏天的早晨,我们在户外,可以看到很多植物叶子的尖端或边缘,滴下一滴滴的水珠,好像在流汗似的。有人说这是露吧! 这些水珠真是露水吗?让我们来细心的观察一番,研究研究。你看,那亮晶晶的水珠慢慢地从植物叶片尖端冒出来,逐渐增大,最后掉落下来;接着又有水珠冒出来,慢慢增大,掉落下来;就这样一滴一滴连续不断。水是满布叶面的,而这些水珠是从植物体内跑出来的,显然,它们不是露水。 这是怎么回事呢?原来,在植物叶片的尖端或边缘有一种小孔,叫做水孔可以排水。植物体内的水分通过导管,可以不断地由水孔排出体外。外界的温度高,天气干燥的时候,从水孔排出的水分就很快蒸发散失了,所以我们看不到叶尖上有水珠积聚起来。如果外界的温度很高,湿度又大,高温使根的吸收作用旺盛,湿度过大抑制了水分的散失,这样,聚集了大量水分,过多的水分只好直接从水孔中流出来。在植物生理学上,这种现象叫做“吐水现象”。吐水现象在盛夏的清晨最容易看到,因为白天的高温使植物对水的需求增大,根部大量吸水,而夜间气温降低,湿度又大,蒸腾作用减弱,人们在早晨就很容易看到植物吐水。 植物的吐水现象,在稻、麦、玉米等禾谷类植物中经常发生。芋艿、金莲花等植物也有很明显的吐水现象。芋艿在吐水最旺盛的时候,每分钟可滴下190多滴水珠,一个夜晚可以流出10~100毫升的清水哩! 草本植物会吐水,你见过树木吐水吗?在热带森林中,有一种树,也会吐水,而且水量比草本植物多得多,好像在哭泣似的,当地居民干脆把它叫做“哭泣树”。中美洲多米尼加的雨蕉也是会“哭泣”的。在温度高、湿度大、水蒸气接近饱和及无风的情况下,雨蕉体内的水分就从水孔溢出来,一滴滴地从叶片上降落下来,雨蕉吐水, 预示着天要下雨,因此当地有这样的谚语,“要知天下雨、雨蕉吐,预示哭不哭?”因此,当地人都喜欢在自己的住家附近种上一棵雨蕉,作为晴雨表,这样他们就很容易知道天气情况了。
植物的化学战争 我们都知道在现代的国际社会上,是不允许进行化学战争的,因为这种战争利用化学毒剂不仅会造成大量无辜平民的伤亡,还会造成生态环境的严重破坏,为全人类带来不可估量的损失。但是,你们知道吗?千百万年以来,为了生存,为了抵御敌人(其他植物或昆虫、动物等等)的侵袭,在植物之间却悄悄地进行着化学战争。有的人看到这里可能会觉得奇怪,植物也会进行化学战争吗? 请想一想:如果树木受到了昆虫的袭击,会怎么样呢?有的人可能会说,它们只能逆来顺受呗,让这些昆虫吃吧,啃吧,什么办法也没有,因为它们既没有手,也没有脚;既跑不了,也没有办法和这些欺负人的家伙进行自卫反击战。其实啊,有些树木比我们更聪明,它们会用化学战争来反抗那些昆虫!比如,当像树受到舞毒蛾的侵害以后,它们的叶子就会集中地分泌一种化学物质,它叫单宁。舞毒蛾吃了以后,就像吃了迷魂药一样,反应迟钝了,行动也缓慢了,迷迷糊糊,只能乖乖地等待鸟儿的捕捉;还有的会生病,跌落到什么地方,慢慢地死去。(单宁也叫鞣质,是一种能溶解于水或酒精的化学物质,略带酸性,有涩味,多存在于某些植物的干、茎、皮、根、叶子或果实里面。) 据科学家观察,西红柿和土豆在遭受某些昆虫侵袭的时候,也会分泌一种化学物质,让这些欺负人、馋嘴的家伙去闹“胃病”吧。这种化学物质叫阻化剂,昆虫吃到肚子里,就无法进行消化,再也不会去偷吃西红柿和土豆了。还有的树木也像我们的抗日英雄一样,会和“鬼子们”耍花腔。比如,有一种树叫做赤杨,如果受到枯叶蛾的攻击,它们的树叶就会迅速分泌出更多的单宁酸和树脂,而营养成分却减少了,这些蛾子吃不到好东西,就飞向了另一棵赤杨,以为到那里就可以吃上美味佳肴了。谁知道那棵赤杨的朋友们早就接到“鬼子进村了”的信号,赤杨“老乡们”都做好了“坚壁清野”的准备,把那些营养成分转移到身体的其他部位去了,而且还紧急调动了大批的化学“武器”等着那些枯叶蛾呢。 有一些植物,比如藿香蓟,体内含有一种化学物质,介壳虫和蚜虫一旦侵袭了它们,这些化学物质就会使这些昆虫发生变化,无法产卵,再也无法生儿育女,从此以后就也别想来偷吃了,你们看这一招有多厉害! 美国有两位科学家在华盛顿州的西特尔城选择了一片树林进行有关植物化学物质的实验。他们发现这片树林里的柳树和桤木有一种特性,只要它们的树叶遭到某些昆虫(比如毛虫)的侵袭,它们的营养性质就会发生变化,但究竟变化到什么程度,怎样发生变化呢? 他们开始进行实验,把几百条毛虫都放到树上,然后仔细观察,很快他们就发现这些树木遭到袭击后出现了反应;它们分泌出一种属于生物碱或萜烯化合物的化学物质,分布在树叶上面,昆虫吃了很难消化,简直拿这些树木没有办法。更令人惊奇的是,两位科学家无意之中竟发现在距离这片树林约有30到40米远的另一片树林里,同样也散发出了这种化学物质,可是这里并没有人来放毛虫呀,而且又相距这么远,那里的树林是从什么地方,以什么方式得到“警报信号”的呢? 有的科学家发现黑核桃是一种很“霸道”的植物,它长在哪里,哪里的其他植物就不得安宁。原来黑核桃能够分泌一种化学物质,它对许多植物都有害,因此在黑核桃周围,许多植物都不能正常生长。还有的科学家做过实验:他们从种植着野草的花盆里取出一些水来,浇到也种在花盆中的苹果树的根部,经过观察,发现苹果树的生长速度明显地减慢了。于是科学家进行分析,得出结论认为野草能够分泌对苹果树有害的化学物质。 还有的科学家发现;生长在美国南部和墨西哥干旱地区的银胶菊能从根部分泌一种能量相当大的化学物质,即使用20,000倍的水把这种物质稀释了,它还具有很强的抑制作用。但是,银胶菊可不像黑核桃那样不讲道理,专门欺负自己的邻居,它仿佛是个“谨小慎微”的君子,做什么事情都讲究“克制”、讲究“循规蹈矩”,它分泌这种化学物质不是为了强占地盘,而是为了进行“计划生育”。咦,怎么植物自己也进行“计划生育”?原来银交菊生长的地区严重干旱缺水,降水量非常低,如果它们对自己的苗木不加以抑制,不控制苗木的生长,每年都繁殖出大量幼小的银胶菊,一片一片的生长起来,那么,就会消耗大量宝贵的地下水,就会造成整个物种的灭亡。 阿拉斯加是美国最大的一个州,面积153万平方千米,比我国最大的省份新疆维吾尔自治区(面积为160平方 千米)略小一些。它在北美洲的西北部,靠近北极圈,那里大部分地方常年都是冰天雪地,但是有大片大片茂密的原始森林,森林里生长着各种各样的野生动物,由于阿拉斯加州是美国人口最少(约有50万人)的一个州,那里简直就是一个动物乐园。 有一段时间,阿拉斯加的野兔子繁殖得特别快,它们大量啃食森林里的植物嫩叶,把树根也咬断了,森林面临死亡的威胁。当地居民为了保护生态平衡,决定消灭这些过剩的野兔子,他们用猎枪射击,用猎狗追捕,都没有明显的效果,野兔子仍然越繁殖越多,森林里的树木大量死亡,人们想尽各种方法就是拿它们没办法。可是非常奇怪,过了一段时间,一批一批的野兔子突然都生了病,每天都拉肚子,而且拉个不停,仿佛它们得了传染性痢疾似的,最后许多许多野兔子都生病死了,它们的种群数量急剧减少,森林里几乎很少有野兔出没了。森林得救了。但是,这是什么原因造成的??科学家经过研究发现,原来那里的树木新生出来的嫩芽和树叶都含有一种致这些野兔子于死命的化学物质:萜烯。这是一种比水轻的无色液体,带有香味,不能溶解在水里,我们平常见到的薄荷脑,樟脑中就含有这种化学物质。 科学家根据植物的这类特性,进行了许多探索和研究,他们还发明和研制了一些更有趣的化学物质。比如,为了使水果早些成熟,他们就研制了生长素。在水果生长的过程中使用一点这种生长素,几天之内水果就能提前成熟。同时,科学家还研制了一种能使植物加速衰老,提前脱落叶子的化学物质:脱落酸。有的感光作用的红色眼点,所以动物学上叫它眼虫,属于原生动物门、鞭毛虫 纲、眼虫目,给了它“目”的等级。 有的眼虫,在有光时进行光合作用,在无光的条件下又能靠通过体表吸收养料而生活。例如,在装有绿色眼虫的杯内滴人少许土豆汁,置暗处数日,这种眼虫失去绿色,但并未死亡。再置光下,过些日子又可变绿,重新恢复光合作用。也就是说这种眼虫既是植物又是动物。可见动植物之间原本没有一条截然划分的界线,动植物是同源的,它们有着共同的祖先。
为什么说没有藻类就没有鱼
有许多种类的鱼是以藻类,特别是浮游藻类为食的。浮游藻类是一些浮游在水里的微小藻类。要捕捞和观察它们,常用一种特制的浮游生物网,用绢丝织成的漏斗形的网。在漏斗形网的尖处有个阀门。用这种网能捕捞到大量浮游生物。在显微镜下观察它们,可以看到许多浮游动物和大量的浮游藻类。其中许多是土黄色的硅藻,也有鲜绿色的绿藻及蓝绿色的蓝藻。硅藻的形态是多种多样的,有的像小培养皿、有的像小船、有的像弯月、有的像扇子,还有的像一串汽油筒套在一起形成一条长链。大家熟悉的鲢鱼吃的浮游藻类主要是硅藻。硅藻是单细胞的,有的集合成群体,它含有叶绿素a、c。它的细胞壁是由上下两个半壳套合而成的,细胞壁成分是硅质和果胶质。 有人也许会问,有些鱼不吃藻类,它和藻类又有什么关系呢?我国有句俗话;“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃滋泥。”这句话生动地描述了生物之间的关系。有些大鱼以小鱼、小虾为食,而小鱼、小虾常以浮游动物为 食。浮游动物不含叶绿素,不能进行光合作用,它们是以浮游藻类为食的。所以说到底,一切鱼类都离不开浮游藻类。藻类是有机食物的制造者,是“食物链”的基础。没有藻类就没有鱼。
为什么有的公安人员要研究硅藻
单细胞的硅藻虽然一般用眼直接看不见,但在自然界,它们往往形成群落。在各个水域的水底、表土或枯枝草丛中,常见有一层棕灰或黄绿色的附着物,或光滑细腻,或呈絮状,或呈粉尘状,这就是生活着的或已经死了的大量的硅藻。若取少许置于显微镜下观察,各种硅藻真是千姿百态,而且在细胞壁上呈现出各种美丽的花纹。 由于硅藻的个体小、种类多、数量大,有些种类在地理分布上又有一定地区性,所以公安人员可以利用硅藻来帮助破案。比如,在溺水案件中,法医对死者进行检查,如果在他杀后投尸水中,只在死者的消化道和呼吸道内有大量硅藻。如果在生前落水,由于死前挣扎,在死者循环系统、肝脏甚至在骨髓里都能发现有硅藻。由于某些硅藻的分布有一定的地区性,这就能为进一步研究死者究竟是在哪一个地区落水的提供线索。
蕨中的“巨人” 20世纪70年代,几位植物学家到我国四川省的西部,离雅安市25千米的合龙乡进行考察。他们在一条名叫“核桃沟”的山沟里,发现了一种奇怪的植物。 这种植物的树干高大笔直,并无分枝。令人称奇的是,它的叶子全部长在茎的顶部,外形像鸟羽,长2米~3米,生有17~20对小叶。乍一看去,很像婆娑的棕榈树叶。 然而,走近一看,就看出蹊跷来了。因为这叶子远不如棕榈叶坚挺,背面还生有许多杯状的突起。 植物学家解剖了这种植物,发现那突起内竟含有很多孢子。切开植物的茎一看,那儿既找不到能使茎加粗的形成层,也找不到木质部和韧皮部。总之一句话,这绝对不是种子植物。那么,不是种子植物,又能是什么植物呢? 谜底终于揭开了。原来,这是一种高大的蕨类植物,它的名字叫桫椤,属于桫椤科,是我国一级保护植物。 桫椤是迄今所知的最高大的蕨类植物,它们一般可长到五六米高,最高的达十米以上。如此高大的植物,又没有木质部和韧皮部,它们靠什么来支撑呢? 说出来难以置信,桫椤靠的是简单而又有效的“编结法”。桫椤的茎本身虽然并不坚固,但它的根却极其发达。它们里三层,外三层,你缠我绕,或紧紧附在岩石上,或深深扎人泥土中,或厚厚覆在茎的下部。这样,既增加了茎的体积,也提高了茎的牢固程度。 桫椤的根再生能力特别强。它们砍了再生,生了再砍,生生不息,韧性十足,有力地保证了茎干能及时得到支撑。 在矮小的蕨类世界中,桫椤的身材是很引人注目的。这种蕨类植物中的“巨人”虽然个子长到了十多米高,但其生活方式尚未脱离原始的状态:孢子的萌发,受精作用的完成都离不开水,因而它们注定一辈子生活在阴湿的 境中,永远没有“抛头露面”的机会。 桫椤也有过辉煌的历史。距今大约二三亿年以前,地球上曾经是高大的蕨类植物的天下。然而,曾几何时,地壳的变化使得原先温暖潮湿的气候变得干燥了,大部分蕨类植物因而灭绝了,只有极少数蕨类植物死里逃生,苟延残喘到今天。桫椤就是这些“幸运儿”中的一员。 生活在我国的桫椤仅仅分布于台湾、福建、广东、广西、四川、贵州、云南一带,海拔100~800米的林下和沟边。 桫椤的茎含有大量的淀粉,这种淀粉俗称“山粉”,可以制作各富有营养的食品。桫椤的树形极为美观,可供作庭院的观赏树木。在医学上,桫椤的茎有医治肺痨、抵抗风湿的作用。可是,这些作用与桫椤的科研价值相比,是很不足道的。植物学家认为,在蕨类植物的进化史上,桫椤的地位是很重要的。正因为有了桫椤,很多进化上的难题,才得以迎刃而解。 目前,有关方面已经在贵州省的赤水县建立了桫椤自然保护区。1984年,成都生物研究所的专家们利用组织培养的方法,成功地培育出“试管桫椤”。 桫椤,这种古老的植物,在神州大地上重展英姿的日子已经不远了!
植物的生活百态
太平洋两岸植物为何相似 今天的地球上,生存着几十万种植物,它们分布在世PaoecoonAom Du ohijic 破译神奇生物之谜
界各地的每一个角落,几百年来,有关世界植物的分布之谜,一直是植物学家进行探索的重要内容之一。 众所周知,由于地理环境和气候条件的限制,在相履遥远的不同地区,植被类群和植物种类都具有明显的区别,很少有共同之处,但在19世纪的50年代,美国哈佛大学的植物学家阿瑟·格雷,在参阅了大量日本的植物标本,并对照了北美的植物之后,产生了一个极大的疑问;为什么亚洲东部的植物种类,与相隔如此广阔的太平洋的北美东部植物相似?与此相反,北美东部和西部的植物,虽然地域上较接近,但相似程度反而较远,这是什么原因呢?
244 第四章 植物之谜Shenqi Shcngwu Zhimí 格雷经过研究后提出一种解释,他说,大约7000万年前,气候比现在温暖得多,所以今天温带常见的落叶阔叶树,甚至已扩展到靠近北极的地区。但是大约到了100万年前,地球变得非常寒冷,从前只有极地和高山上才能见到的冰川,渐渐覆盖了地球的广大地区。在冰川时期中,不耐寒的北半球落叶阔叶树林开始向南移去。一路沿着亚洲的东侧南下,另一路沿着北美的东侧南下。 靠近极地的落叶阔叶树林,分二路向南移动,由于隔着太平洋,“离得就越来越远了。但是,不久冰川期结束,地球恢复到现在这样温暖时,温带植物再次北上,形成了现在这样分布。而在北美东部和亚洲东部,影响植物生活的种种条件不同,经过长期演变,一点一点地变成了不同的植物。但因为来自相同的祖先,所以直到今天,生长在两地的植物就很相似了。 格雷的说法很有道理,但存在着一个疑问。一些植物学家指出,在地球变冷的时期,为什么离极地很近的北半球的温带林,也就是落叶阔叶林,没有沿着北美西部和太平洋沿岸南下呢? 不久之后,日本科学家前川文夫提出了一个新论点。他在调查全世界黄精叶钩吻(一种植物)的分布时发现,黄精叶钩吻的同类都分布在环绕地球的一条线上,这使他联想到著名的“大陆漂移假说”:北美大陆原先与亚洲大陆联成一块,直到白垩纪时才离开原始的统一大陆,渐渐从南向北漂移成为今天的样子。 正因为如此,前川文夫提出,由于在地质史上北美大陆的西海岸曾一度和亚洲东部相连,彼此的植物各类当然也就完全相同。后来,虽然经过漂移运动远远离开,中间 相隔一个太平洋,但它们都具有共同的植物祖先。所以,北美西部与亚洲东部的植物如此接近,而北美东部和亚洲东部植物的相似之处则很少。 前川文夫的论点,引起了植物学家们的兴趣。但是根据地质计算,大陆漂移距今已有7000~13000万年时间了,在这段漫长的时间中,植物将受到气温、阳光、降水量、土壤的性质以及其他条件的影响,难道大平洋两岸的植物没有发生根本性的变化吗?目前,植物学家还没有足够的证据,去完全解开太平洋两岸植物为什么如此相似的谜团。也许,科学家们越感兴趣的问题,就是越难彻底解决的问题。
藻类疯长之谜
不知读者朋友们是否留心过,在碧波荡漾的湖泊和天水一色的大海中,有时会出现五光十色的“水花”。此“水花”常在早秋或晚春“绽开”。它看起来飘忽不定,多彩多姿,十分美丽,但闻起来却是腥臭刺鼻,令人心烦。 原来这些远处看来彩色斑斓的“水花”不是别的,而是一些漂浮在水面上的藻类生物。它们的个头很小,只有在显微镜下才看清其真面目。它们没有定居点,可以随波逐流,四处漂泊。 别看这小小的生灵不起眼,一旦疯长起来,就能密密麻麻、遮水蔽日,厚厚地覆盖在水面上,并把水面染成各种颜色。科学家们把在湖泊、池塘中出现的这种现象叫做“水华”,把在海洋中发生的这种现象叫做“赤潮”。 根据研究证明,全世界能发生“水华”、“赤潮”的浮游生物大约有150多种,我国沿海地带则有30多种,最常见的是单细胞夜光虫(藻)。它的传宗接代方式类似于低等植物,可又不能进行光合作用。它既是虫又是藻。当夜光虫聚集在海面疯长时,可使夜幕下的海水波光粼粼,蔚蓝壮观,景色十分迷离诱人:浮游生物束丝藻大量萌发,能将水体染成红色;腰鞭毛虫大量滋生的水域,则呈褐色······它们不愧为是湖泊、大海的“染匠”。 别看“水华”、“赤潮”貌美多俏,但它们好似美女蛇,华丽之中隐藏着恶行,给湖泊、大海带来很多灾害,因此已引起世界各国的严密关注。“水华”、“赤潮”的主要危害是: (1)大量“水华”、“赤潮”孳生,厚厚地覆盖于水面,阻挡了阳光对水体的照射,使大量水生植物得不到足够的阳光,不能进行光合作用,造成严重减产,甚至死亡。 (2)大量的浮游生物呼吸繁殖要大量耗用水中溶解的氧,同时它又阻碍氧气进入水中,因此造成水下严重缺氧,直接威胁水下生物的生命。 (3)浮游生物中的蓝藻更是究凶极恶,它能分解并产生有毒物质,使鱼虾贝类吞食中毒,人吃了这类鱼虾贝也会中毒。科学家已从赤潮藻中分离出多种有毒物质,有的毒性比眼镜蛇的毒性还大。 请看“水华”、“赤潮”所造成的历史悲剧: 1981年香港水域发生赤潮,造成鱼虾贝类大量死亡,损失了1400多万港元; 1986年我国福建沿海群众,因食用“赤潮”污染过的蛤仔,造成136人中毒,3人死亡; 1987年菲律宾人民,因食用“赤潮”作用过的食物,造成278人中毒,21人死亡; 1989年我国河北省境内发生一次“赤潮”,造成是虾池减产五万多吨,经济损失2亿多元; 1989年日本歌山县和三重县一带发生“赤潮”,经济损失达50亿多元; 1998年3月底,我国珠江人海处的近海域爆发了大规模赤潮,造成了大量鱼虾死亡,直接经济损失达1340多万元; ······ “水华”、“赤潮”恶行累累,给人类造成的危害不胜枚举,而且有愈演愈烈的趋势。那么,怎样才能避免“水华”、“赤潮”现象的发生呢?假如避免不了,能进行预测、预报也好。而要做到这一点,就必须先要弄清楚“水华”、“赤潮”发生的原因,可惜这个问题至今仍是个难解之谜。 一种说法认为,“水华”、“赤潮”近些年来频繁发生,可能与水污染有关。目前全世界每年有大量的污水排人江河湖海,造成许多水体污染。湖泊和大海受到生活和工业用水的污染后,会给水中增加许多化学物质,特别是具有营养价值的氮、磷等元素,造成藻类暴长。但究竟哪些物质能促使藻类大量繁殖,藻类繁殖如此快的机理是什么,这些问题尚无明确答案。 持有这种观点的人,试图用反证法寻求答案。他们想能否采取“饥饿疗法”将藻类饿死,以限制藻类的暴发速度。然而,要从茫茫的大海或湖水中将钾、磷、氮等元素Shenqi Shengwu Zhimi 提取出来,谈何容易?何况蓝藻等浮游生物还可以自己从空气中获取氮气。 上述说法是当前比较流行的说法,但此说法不仅没有得到科学证明,同时还遭到怀疑。1000多年前就曾经有过关于“赤潮”的记载,那时人口不算多,工业也不发达,又有什么能造成海水和湖水污染呢” 因此又有人提出,产生“赤潮”和“”水华”的原因可能与气象、海流、水温等因素有密切关系。但究竟有什么样的关系,尚无详细报道。 尽管现在人们对为什么会发生“水华”、“赤潮”的原因还没有弄清楚,但对如何减少甚至消灭“水华”、“赤潮”已想出了一些办法。德国科学家正在研究一种细菌,这种细菌能够大量吞食水中的蛋白质和碳水化合物,减少水中的富营养物质,使污水得以净化。人们期望着用它来控制“水华”、“赤潮”现象的发生。日本科学家已研制成功了一种海洋“除草剂”-18碳4烯酸,它可以在短时间内将“赤潮”浮游生物毒死。可惜此除草剂成本太贵,目前还难以大面积推广应用。
花中之王
阿尔诺利基大花草 拉夫尔兹爵士和他的旅伴、著名博物学家阿尔诺利基发现的大花草,是大花草家族12个成员中最大的一个。阿尔诺利基用自己的名字给大花草命了名,因此,后人就把它称作“阿尔诺利基大花草”。这种植物在印度尼西亚被 称作“本加·帕特马”意即荷花。可它长得一点也不像荷花,五瓣肥厚多肉、暗红色的花瓣,布满鼓鼓囊囊的白责。花瓣中央有一个“圆盘”,长有许多小刺,保护着种圣不可侵犯的花蕊。阿尔诺利基大花草的每一部分都出奇地大,花瓣大,“圆盘”大,花蕊也大。每片花瓣长30-40厘米,厚数厘米;中央的大“圆盘”其实是个直径33厘米,高30厘米的蜜植,里面可容纳5000-6000克水。据对标本的测量,阿尔诺利基大花草直径为70~90厘米,最大达106.7厘米,堪称花中之王。
原来是“寄生虫” 可是,令人难以相信,大花草长得如此巨大,竟没有根、叶、茎,不能进行光合作用。 那么,它的养料是从哪儿来的?原来,大花草是异养植物,它需要的养分全来源于别的植物。大花草把它的一种类似蘑菌丝体的纤维深深扎进葡萄科植物白粉藤的木质部,贪婪地吸取白粉藤的大量养料,维持庞大的躯体生长。 大花草的种子极小极轻,甚至比罂粟籽还要小。那么小的种子是如何“挤”进白粉藤坚硬的茎干里去的呢?这个问题到现在还是个谜。一些人认为这是野猪和鹿蹭痒痒蹭破了藤子让大花草的种子有隙可钻;有人则认为是松鼠像兔子啃嫩茎那样咬破了白粉藤的树皮;还有些人认为缝隙是蚂蚁和白蚁造成的等等。 不管怎么说,种子恰恰总是掉在白粉藤的擦破处,种皮开始膨胀,萌发成像幼芽似的东西。 不久“幼芽”慢慢长成小孩拳头大小的扭曲的花蕾。到了适当的时候,花蕾舒展开来,显出五片砖红色的花瓣。起初,大花草散发出一种淡淡的香味。三四天后,气味变得如尸臭一般难闻,这气味和肉色的花瓣招来大批厩蝇。它们在蜜槽内上下忙碌,不知不觉完成了授粉工作。 大花草的花上有雌蕊和雄蕊,花朵开放几个星期后就腐烂了,在开花期如果雌蕊柱头上有幸粘住足够的花粉,那么,7个月以后,子房就形成包含上千粒种子的果实。
花王正在消失 大花草家族中,有两种大花草已绝迹40多年了。剩下的几种由于它们生活的热带雨林受到过度砍伐,也处于灭种的边缘。阿尔诺利基大花草分布范围很小,仅见于苏门 答腊和波罗洲,拯救它已是燃眉之急。 那么,能不能用人工栽培的方法使大花草避免“灭之灾”呢? 有人在这方面做过试验,结果是令人满意的。但直1981年才有人重新认真关心起大花草。 80年代初期,新加坡植物园开始在一种名叫“四斑谢奥拉里乌姆”的藤本植物上试栽大花草。经过几年的力,已取得初步的成功。 科学家们急切地盼望它们尽快成活,不仅是为了欣世界上独一无二的花王,还为了想利用它神奇的药效,为大花草具有补肾壮阳的功能。然而,科学家认为;少人的努力是无济于事的。如果不彻底改变人类对生态环的破坏,花王在地球上消失几乎是不可避免的。 正当印度尼西亚和新加坡的科学家想方设法挽救大草的命运的时候,在我国的台湾省,一批植物学家也正视着另一种大花草科植物-帽蕊草的前途。帽蕊草和花草一样,同属于大花草科,但两者的外形却大大不同:大花草的花瓣大,蜜槽大,重量也大,而帽蕊草却长得貌不惊人,身高仅七八厘十,形状似圆柱,茎干周围包裹着肥厚的鳞叶,花朵则生在茎的顶端。 台湾帽蕊草虽长有鳞片叶,但这种鳞片叶的光合作用能力很差,只能依靠吸收别的植物的营养生活。它们生活在热带地区,常寄生在一些壳斗料树木的根部。由于大批壳斗科植物被砍伐,帽蕊草目前也正处于岌岌可危的地步。 独一无二的巨魔芋 在大花草的家乡-印度尼西亚的苏门答腊,就在拉夫尔兹爵士发现大花草60年以后,1878年,一位名叫贝卡里的意大利探险家正在热带雨林中踽踽独行,猛然间他闻到了一股恶臭,循迹找去,贝卡里发现了一朵巨大的花,那花像一个巨型的炮台。“烛台柄”高约0.5米,“烛台”由一片靠近地面生出的巨大的叶子包住。这“烛台”其实是一个巨大的花序,花序成熟时,便形成高约3米,直径达1.5米的肉穗花序。贝卡里好不容易弄清楚,它是一种叫巨蒟蒻植物的花序。 巨蒟蒻也叫巨魔芋,属天南星科。开花时节,巨魔芋长出巨大的佛焰苞,这佛焰苞就是那片贴近地面的大叶子,叶子外部呈绿色,里面却是红色的。它包着一个大大的翠绿色的花序。花序一半露在外面,一半藏在佛焰苞里。花序上密布着黄色的雌花和雄花。花序生长的速度快得惊人,它每天可以长高好几厘米。待到花朵开放,便发出阵阵恶臭,引来了许多逐臭的花蝇和甲虫,无偿地替巨魔芋传粉。 然而,偌大的巨魔芋花序,和巨掌棕榈的花序相比,那就显得太小了。巨掌棕榈树属于棕榈科,生长在印度,生长的速度非常缓慢,30~40年以后,才能长到20多米高。这时,巨掌棕榈树的顶端长出一个庞大无比的圆锥花序,此花序高达14米,底部的直径达10~12米,花序矗立在树顶,样子十分怪诞。 巨掌棕榈的花序外包佛焰苞,一共可以开出10万多朵花,花谢之时,便是巨掌棕榈寿终正寝之时。
树干圆柱形之谜
只要你平常对周围的树木稍加注意,就会知道不同类的树木,它们的树冠、叶子、果实的形状变化多端,J 乎不可能找出它们的共同形状来。有时就是在同一种类中也有很大的变异。可是,当你把视线转移到树干和枝条」去时,马上就会发现:几乎所有树木树干都是圆的。怪!树干为什么大都是圆柱形的,而不是别的形状呢?什么形形色色的树木在这一点上能够“统一”起来呢? 让我们来看一看圆柱形的树干到底有哪些好处吧! 几何学告诉我们,圆的面积比其他任何形状的面积要大,因此,如果有同样数量的材料,希望做成容积最大的东西,显然,圆形是最合适的形状了。怪不得人们把用以输送煤气的煤气管,用以输送自来水的水管,都做成圆管状的,实际上这是对自然现象的一种仿造。 其次,圆柱形有最大的支持力。树木高大的树冠,它的重量全靠一根主干支持,有些丰产的果树结果时,树上还要挂上成百上千斤的果实,如果不是强有力的树干支持,哪能吃得消呢? 树木结果的年龄往往比较迟,有些果树,如核桃、钼杏等常需要生长十多年,甚至几十年才开始结第一次果实。在这一段漫长的时间里,它们主要的任务,首先是建造自己的躯体,这需要耗费大量的养分,如果不是采用消耗材料最省而功能最大的结构,就会造成浪费,使结果年龄推迟,树木本身繁衍后代的时间也拉长了,这对树木来说是不利的。Shenqi Shengwu Zhimi 再说,圆柱形结构的树干对防止外来伤害也有许多好处。树干如果是正方形、或是长方形、或是圆以外的其他形状,那么,它们必定存在着棱角和平面。有棱角的存在是最容易被动物除掉的,也极容易摩擦碰伤。果园中的果树,假如树干是四方的,可以想象它就容易被耕畜或其他机械损伤。我们知道,树木的皮层是树木输送营养物质的通道,皮层一旦中断,树木就要死亡。而四方茎干遭害的机会又这么多,岂不危险吗?好在树干是圆柱形的,就是机械碰伤致摩擦损伤了树皮,也可能是局部地方而已。 另外,树木是多年生植物,在它的一生中不免要遭到风暴的袭击,由于树干是圆柱形的,所以,不管任何方向吹来的大风,很容易沿着圆面的切线方向掠过,受影响的就仅一小部分了。你可以设想,如果树干是具有平面的任何其他形状,不待说,平面比之圆面上的一点受风力不是就大大增加了吗?这样,树就会被风刮歪,严重时还会使树倒毙呢! 一切生物都在进化的道路上前进着,它们躯体的特点总是朝着对环境最有适应性的方向发展。圆柱形树干可能也是对环境适应的结果。
森林里树木都很直之谜
如果请你画一棵树,你一定会画得枝干纵横,叶子稠密,树冠团团地像个宝塔,也许还长条拂地,迎风摇曳哩。 的确画得不坏,随便到哪里去看看,树木不是都长得这样吗? 倘使有人也画树,但他画的树又高又直,没有纵植枝条,只在顶上有那么一小段长着树枝和树叶,看去在一根电线杆顶上扎了一把伞。你可能会看得哈哈大笑这还像树吗? 可是别笑,有这样的树哩。要是只有云杉、红松、树、松树等组成的原始的纯针叶林,那么,在你眼前的就只有一根根粗大的木柱子,非要你仰起头来,才能看枝叶,而这些树木的枝叶,就只有小小的一簇,盘踞在高的树顶上,跟你看见要笑的那张画上的怪树一样。 森林里树木都很直 这是怎么一回事呢?是谁把它们的枝条砍得那么光 的呢? 其实谁也没有来砍过这些树的枝条,这些枝条是树木本身落掉的。 原来,树木的生长,首先必须依靠阳光。哪一棵树能够在没有阳光的照射下,长久地生存下去呢?许多树木挤在一起生长时,得到阳光的机会,自然比单独生长的树木少,但是生存是一切生物的第一要求,于是树木都争先恐后地向上长,都想多得一些阳光。然而在一定面积上,阳光给予的能量是有限制的,就使得树木不得不改变它的生长状况,以适应自然环境。 在众树密处的森林里,大量的枝叶既影响通风,又得不到充足的阳光,因而不能给树身制造养科,在消耗了枝叶本身的养料以后,就自然而然地枯死了,掉落了。这种现象叫做森林的自然整枝。 可是树顶部分的枝叶,在同其他树木作了竞争以后,大家均匀地长到相差不多的高度,在那样的高处,有着充足的阳光照射,根部又源源不断地送来水分与无机盐,使它紧张地制造着整棵树所需要的养料,因此这一部分生命力强,长得很好。 一定的自然环境,往往会赋予各种植物以一定的外形(生活型)。森林里的树木,大都长得很直,而且只有树梢一段有树枝和树叶,也是森林的自然环境造成的,如果让它享有充分的阳光,有足够发展的空间,它就决不会是那样了。
树木过冬之谜 大自然里有许多现象是十分引人深思的。例如,同样从地上长出来的植物,为什么有的怕冻,有的不怕冻?更奇怪的是松柏、冬青一类树木,即使在滴水成冰的冬天里,依然苍翠夺目,经受得住严寒的考验。 其实,不仅各式各样的植物抗冻力不同,就是同一株植物,冬天和夏天抗冻力也不一样。北方的梨树,在-20℃~-30℃能平安越冬,可是在春天却抵挡不住微寒的袭击。松树的针叶,冬天能耐-30℃严寒,在夏天如果人为地降温到-8℃就会冻死。 什么原因使冬天的树木特别变得抗冻呢?这确实是个有趣的问题。 最早国外一些学者说,这可能与温血动物一样,树木本身也会产生热量,它由导热系数低的树皮组织加以保护的缘故。以后,另一些科学家说,主要是冬天树木组织含水量少,所以在冰点以下也不易引起细胞结冰而死亡。但是,这些解释都难以令人满意。因为现在人们已清楚地知道,树木本身是不会产生热量的,而在冰点以下的树木组织也并非不能冻结。在北方,柳树的枝条、松树的针叶,冬天不是冻得像玻璃那样发脆吗?然而,它们都依然活着。 那么,秘密究竟何在呢? 原来,树木的这个本领,它们很早就已经锻炼出来了。它们为了适应周围环境的变化,每年都用“沉睡”的妙法来对付冬季的严寒。我们知道,树木生长要消耗养分,春夏树木生长快,养分消耗多于积累,因此抗冻力也弱。但是,到了秋天,情形就不同了,这时候白昼温度高,日照强,叶子的光合作用旺盛;而夜间气温低,树木生长缓慢,养分消耗少,积累多,于是树木越长越“胖”,嫩枝变成了木质······逐渐地树木也就有了抵御寒冷的能力。 然而,别看冬天的树木表面上呈现静止的状态,其实它的内部变化却很大。秋天积贮下来的淀粉,这时候转变为糖,有的甚至转变为脂肪,这些都是防寒物质,能保护细胞不易被冻死。如果将组织制成切片,放在显微镜下观察,还可以发现一个有趣的现象哩!平时一个个彼此相连的细胞,这的细胞的连接丝都断了,而且细胞壁和原生质也离开了,好像各管各一样。这个肉眼看不见的微小变化,对植物的抗冻力方面竟然起着巨大的作用哩!当组织结冰时,它就能避免细胞中最重要的部分-原生质不受细胞间结冰而遭致损伤的危险。 可见,树木的“沉睡”和越冬是密切相关的。冬天,树木“睡”得愈深,就愈忍得住低温,愈富于抗冻力;反之,像终于生长而不休眠的柠檬树,抗冻力就弱,即使像上海那样的气候,它也不能露地过冬。
树木安静之谜
在现代化大城市中生活的人们,每天被各种各样的音响烦扰着。汽车、摩托车的发动机声音和刹车声,工厂里机器的轰鸣声,建筑工地上打桩的巨响声以及人声,流行音乐的乐声和其他各种声响。这些现代社会的混合音响组成了对人的情绪和健康有很大危害的噪音。噪音会使人觉得心情烦躁不安、头痛头晕,产生失眠、心跳加快、血压上升等病症,甚至还会诱发精神病呢。可见噪音真是人类的一大公害呀。所以,生活在大城市里的人十分希望能在节假日时到公园里去走走。当我们在茂密的树林里悠闲地散步时,会感到十分宁静,心情舒畅、愉悦。这主要是因为在树林里没有噪音,给人们提供了一个幽静的环境。 树木的枝干和浓密的枝叶能吸收声波,而且还能不定向地反射声波。因此,当噪音进入树林里后,一部分被吸收了,另一部分被反射了,于是噪音大大地减弱。据统计资料表明,绿化的街道比没有绿化的街道噪音要低10~15分贝。一般的居民住宅区夜间噪音应低于40分贝,白天应低于50分贝。如果超过60分贝,就会干扰人的正常工作和生活。80分贝的噪音会使人感到疲倦和烦恼。因此,住宅区和街道的绿化能减低噪音,对人们的心理和生理健康大有好处。 实验结果说明,10米宽的林道能减弱30%的噪音,20米、30米、40米宽的多分别能减弱40%、50%和60%的噪声。因此,在噪音等的地区,更应该植树造林,绿化不仅可以美化环境、净化空气,调节气温、湿度,还可以降低噪音,它的好处可真不少。
亿万年前的植物
水杉化石的发现 1941年,一位日本植物学家在第三纪地层中发掘出一种化石标本。经鉴定:它的落叶特性、叶的形态和生存与北美的落羽松以及我国的水松甚为相似;它的花果与木质又近似美洲的红杉;而枝、叶、花与球果鳞片的对生性质又近似柏科。 这种植物化石在中国东北和前苏联库页岛以及美国的第三纪地层中部相继发现,但没有发现它在地球上的生存植株。于是,这位日本植物学家便给这种植物化石定名为一新属,叫Metasequoia(即水杉属),并断言这种植物是早已在地球上灭绝了的植物种类。 经对这些化石研究考证得知,大约在一亿年前,水杉属植物就已经在地球上出现了。当时它们以北极圈为分布中心,广泛生长在北半球各地。那时,这里相互连成一片,气候温暖湿润,繁茂的森林到处可见。以后,由于地壳运动,北半球气候逐渐变冷,促使水杉向欧洲大陆、西伯利亚、我国东北、朝鲜、北美等北纬35度附近的地区发展。 大约在300万年前,地球进入第四季冰川时期,气候急剧变冷,白茫茫的冰层,覆盖了欧美大陆,水杉类植物在冰灾的浩劫下,无法生存。因此,人们都认为这类植物早已从地球上灭绝,要了解它的面貌,只能从地层中观察它的化石“遗容”了。
轰动世界的发现 四川万县有一个磨刀溪(现名谋道溪),位于川鄂边境的万山丛中。那里群山环绕,溪涧迂回,风景绮丽,气候温和湿润。1941年2月,原中央大学干铎教授路过此地时,在一座古庙旁发现一株相貌异乎寻常的参天古树,高足有30多米,树围有7米多,根部庞大,树干挺直。干 授认为这是一棵罕见的大树,但因为当时气候乍暖还寒,新叶未发,他又要匆匆赶路,没有采到标本。 到了万县,干怿教授专门拜托当时万县农校的杨龙兴先生,请他代采那棵古树的标本。1942年,杨先生终于采回了一份有叶而没有花果的标本。干铎教授收到标本后,便送交树木学教授郝最盛,请他鉴定。郝教授对这枝从未见过的树叶也感到新奇,不幸的是这份标本后来竟然下落不明了。 1943年夏季,这棵奇特的古树又遇到了一位新的知音,这就是中国科学院林业土壤研究所的王战教授。当时他受中央林业实验所之命,到鄂西神农架原始森林考察,途经万县,见到了杨龙兴先生。杨先生向他介绍了磨刀溪这棵很奇特的大树。于是,王战教授冒着可能会遇到土匪的危险,顺着杨先生指的路走进了深山老林,果然找到了这棵大树。 他发现这棵树下有一座小庙,庙门横匾上写着“水桫庙”三个大宇。据当地人说,这棵古树的土名就叫“水桫”,因它喜欢生长在水边,即使终年浸水也能生长,故得其名。王战教授采取该树一枝比较完整的标本(只缺少花)。从标本形态来看,他以为此树可能是水松属的一个新种,为慎重起见当时未予定名。 1945年春,这份标本又由原中央大学吴中伦先生转交林学系郑万钧教授代为鉴定。郑教授治学严谨,有深厚的生物分类学知识。他指出,这份标本不是水松,也不是北美的红杉。从现存的棵子植物中看,很可能是一个新属,甚至是新科,意义非同一般。为了对这一奇特古树进一步分析研究,郑万钧教授又派自己的学生孽纪如先生两次去磨刀溪,采到了花和幼果的标本。这些标本的形态特征则更加清楚。当时由于南京没有足够的文献资料,郑教授又将标本寄给当时北平静生生物调查所的胡先骕教授,请他复查文献。胡教授对植物分类、古生物化石等方面很有研究,他从一本日本的植物杂志上找到了根据。 胡老查得这一古树标本与日本古植物教授山木茂于1941年根据日本的两种植物化石所命名的水杉属形态相同。经反复比较研究,便认为我国的这份标本就是山木茂所研究的化石新属中的一种。郑万钧教授仔细分析了文献,也确认它是这个古植物属中的现代种。其后,又确定了它在植物进化系统上的位置,便正式定名为“水杉”。1948年胡郑二位教授联名在《静生汇报》上发表了这一重大发现。 1948年后,科学家认为既然能在这里发现一棵古水杉,这一带一定还会有活水杉。于是科学家纷纷来到这一地区进行考察找寻,结果又在该处毗邻的湖北利川县一带,发现了这种植物1000多株,人们为这一珍稀树种的担心终于松了口气。 长期以来人们认为水杉早已从地球上消失,当1948年在中国发现了活水杉的消息公布于世之后,引起了中外学者的极大重视,成为轰动一时的世界珍闻。 美国加利福尼亚大学古植物学家钱耐,曾把美国第三纪地层中的水杉化石,误认为美国的红杉化石种,当他得知中国发现活水杉的消息后,立即专程来中国实地考察,亲眼见了古水杉后,方确信无疑。许多中外植物学家和古植物学家,不远万里来到水杉的故乡,看望这亿万年前遗存的“活化石”。
揭开千古之谜 水杉的发现,为研究古代植物的起源、分布、发展以及植物分类等方面的问题提供了重要的科学依据。 由于水杉既见之于上白垩纪,又见之于现代,故对地层的划分、地层地质年代的鉴定以及世界气候的变迁都具有重要意义。 水杉仅在我国川、鄂、湘接壤的山林地区发现,这就证明了这一地区在第四纪冰期不像欧洲、北美那样为大陆冰川所覆盖,而是处于分散的山岳冰川环境,因此在研究古地理方面也有重大意义。 水杉在植物分类学上所占的位置比较特殊,恰好处在杉科和柏科中间,是植物界由杉科植物向柏科植物进化的是中间桥梁。这一发现,有助于人们去探索松柏类植物的演化历程,因此,在植物进化的研究上占有重要的位置。
古老水杉重现风采 水杉为我国所特有,它的形态似松非松,似杉非杉,似柏非柏。其侧枝呈东西方向和南北方向并替着生茎上,上短下长的枝干恰好构成高耸入云的宝塔形状,枝叶扶疏,姿态秀美,线形而扁平的叶子,分左右两例生长在小枝之上,活像一柄柄妇女梳头妆用的篦子,又似小巧玲珑的羽毛,柔韧飘逸。春夏碧绿,秋后金黄,初冬棕红,秀美异常。 水杉不仅树姿壮丽,叶色多变,是众口推崇的珍贵风Shenqi Shengwu Zhimi 景树,而且树于通直圆满,一年中可长高1米多,木材轻软细密,又是难得的速生用材树种。 水杉这种古老的孑道树种发现至今,表现出了极大生命力和适应性。 水杉在我国各地广为引种栽植,现除青藏高原外,几乎都有它的足迹。它已被列为国家一级保护植物。现在它已漂洋过海,在世界50多个国家和地区安家落户。 抗美援朝时期,朝鲜的金日成将军就亲自用花钵培育水杉。 1978年邓小平到尼泊尔王国访问时,在比斯塔首相的陪同下,把从中国引进的水杉树苗种植在尼泊尔皇家植物园。 美国前总统尼克松把他心爱的游艇命名为“水杉号”。 水杉好似友好的使者,把中国人民的友谊传播到了世界各地。
“巨人”蕨之谜
在人们心目中,蕨类植物不开花、不结果,默默无闻地生活在山坡下、沟渠边,全是些貌不惊人的小草。其实,这只是一种误解,因为多达12000种的蕨类植物中,还有“巨人”呢!
核桃沟里寻怪树 本世纪70年代,一批植物学家到我国四川雅安一带考察。一天,他们来到离雅安约25千米的一个名叫核桃沟的 地方。核桃沟属草坝合龙乡管辖,人迹罕至,植被繁茂,风景极为优美。可是,科学家无心欣赏美景,他们来此的目的,是为了寻找一种名叫“牛尾巴树”的植物的。“牛尾巴树”不找到,做什么都没有心思。牛尾巴树本来只是一种很平常的树,在核桃沟遍地皆是。可是,不知怎么的,一根牛尾巴树的树枝到了植物学家的手里,竟然引起了小小的震动。植物学家仔细看着手中这根黑黝黝的并不起眼的枝条,眼前不觉一亮。他看着尖尖的、基部与枝条浑然一体的小叶,再看着叶片背面隆起的一个个黄褐色小疙瘩。脑海中蓦地闪过一个念头;这种植物好奇怪!羽状复叶,孢子囊,这不正是蕨类植物的特征吗?但再打量手中2米长的枝条,心中不觉又有些迟疑,根据叶子判断,整个植株的高度在10米以上!可是,据以往记载,在我国,那么高大的藏类植物只生活在海南省和云南省的一些热带雨林里,如今,在四川雅安竟然也出现了貌似蕨类植物的牛尾巴树,这究竟是怎么一回事呢? 发现怪树的消息不胫而走,终于引起了有关方面的注意。于是,在一个风和日丽的日子里,大批考察队员来到核桃沟。他们在那里考察每一棵植物,终于找到了大片大片的牛尾巴树。科学家对它们作了详细的分析,发现这些牛尾巴树大都树干笔直,并无分枝,“树皮”表面布满了六角形的班纹。它们的叶子全部长在茎的顶端,叶柄很长,上面密密麻麻长满了许多小刺,每片叶子都有2-3米长,总叶柄的两侧长出许多分又,每一个分又的两侧再生出许多羽毛状、具有深裂的小叶片。数一数,小叶的数目竟有17-20对。乍一看去,牛尾巴树的叶子很像婆娑的棕桐树叶。 然而,走近一看就能发现这叶子远不如棕榈叶坚挺,它背面还有许多小疙瘩。
“牛尾”原是巨人蕨 植物学家解剖了牛尾巴树,发现了那叶子背面的小疙瘩里竟然藏着无数的孢子。切开树干一看,里面既找不到能使茎加粗的形成层,也找不到明显的木质部和韧皮部。总之一句话,这树绝对不是种子植物。那么,不是种子植物,又能是什么植物呢? 谜底终于揭开了。原来,自古以来生长在核桃沟的牛尾巴树,并不是普通的植物,而是一种被称作桫椤的高大的蕨类植物。这种藻类植物与生活在新西兰和南太平洋诸岛上的树蕨有着相当近的亲缘关系。植物学家还弄明白了,生活在核桃沟的这种桫椤叶柄上多刺,故被称作刺桫椤,它的拉丁名种名Spinuiosa,就是多刺的意思。在所有的桫椤中,刺桫椤的名气最响,也最珍贵,目前已被列为国家一级保护植物。 刺桫椤的外形十分高大,一般可长到五六米高,最高的可达10米以上。如此高大的植物,又没有木质部和韧皮部,它们靠什么来支撑自身呢? 说来难以置信,刺桫椤靠的是简单而又有效的“编织法”。刺桫椤的茎本身并不坚固,但它的根却极其发达。它们里三层,外三层,你缠我绕,或仅仅钻进岩石缝隙中,或厚厚覆在茎的下部。这样,既增加了茎的体积,也提高了茎的牢度。 刺桫椤的根,再生能力特别强。砍了会再生,生了再砍,生生不息,韧劲十足,有力地保证了茎干能及时得到 支撑。 在矮小的蕨类世界中,刺桫椤的身材是很引人注目的,这种蕨类植物中的“巨人”,虽然个子长到10多米高,但其生活方式尚未脱离原始的状态。刺桫椤叶子背面的突起称为孢子囊群,成熟时散发出大量的孢子,据粗略统计,每一棵刺桫椤能散发出上百万粒孢子,孢于萌发以后,长成一小片绿色的心脏形原叶体。以后,原叶体上再长出能产生精子的精子器和能产生卵细胞的颈卵器。 刺桫椤孢子的萌发以及精子和卵细胞的结合都离不开水。所以,这就注定了它只能一辈子生活在如核桃为这样阴暗潮湿的环境里,永远没有抛头露面的机会了。
身价倍增 其实,刺桫椤也曾有过辉煌的过去。距今大约3亿多年以前,高大的蕨类植物成了地球的统治者。当时,在温 暖湿润的环境中,鳞木、封印木、芦木和种子蕨等一些几十米高的蕨类植物组成了蔚为壮观的原始大森林。进入中生代以后,桫椤类植物代替了那些古老的蕨类植物,它们的个子也有20多米高,依然是地球的主宰。 然而,曾几何时,地壳的变化使得原先温湿的气候变得干燥了,由于种种原因,大部分蕨类植物灭绝了,只有极少 数蕨类植物死里逃生,荀延残喘到今天,刺桫椤就是这些“幸运儿”中的一员。 植物学家告诉我们,由于气候原因,在南太平洋岛屿的热带雨林中,高达25米的蕨类植物比比皆是,但在我国,桫椤等高大的蕨类植物却仅仅分布在四川、贵州、云南、海南、台湾、福建、浙江等地,海拔100~800米的山林中和溪沟边。 桫椤的茎含有大量的淀粉,这种淀粉俗称“山粉”,可以制作各种富有营养的食品。桫椤的树形极为美观,可供作庭观赏树木。 在医学上,桫椤的茎有医治肺痨,抵抗风湿的作用。可是,这些作用与桫椤用于科研的作用相比,是微不足道的。植物学家认为,在蕨类植物的进化史上,桫椤的地位是很关键的。正因为有了桫椤,很多生物进化上的难题,才得以迎刃而解。 随着人类的活动范围的扩大,桫椤的生存受到越来越大的威胁。就拿刺桫椤来说,在人们认识它们的价值以前,只不过是土生土长的“牛尾巴树”,而一旦受到重视以后,就成为谋取暴利者争夺的对象。这种不分青红皂白的掠夺,使得桫椤面临绝种的危险。 为了抢救这些行将灭绝的珍宝,有关方面在位于贵州省西北部的赤水县设立了桫椤自然保护区。在保护区内,桫椤得到了很好的保护。目前,在一些桫椤分布较为集中的地方,人们正在筹建新的桫椤自然保护区。 1984年,我国成都生物研究所的专家们利用组织培养的方法成功地培养出“试管桫椤”。
冬虫夏草之谜
如果有人问,“植物王国”里最令人难以捉摸的植物是什么?我想除了冬虫夏草之外,其他植物是排不上号了。 冬虫夏草,也叫“虫草”,属于囊菌纲,麦角菌科植物,多产于我国四川、云南、甘肃、青海、西藏等地,在中医药中是味珍贵的药材。冬虫夏草,正像它的古怪名字一样,形状生长得奇特;说它是动物,它的根又深扎在泥土里,头上还长着一根草;说它像植物,它的根部又是一条虫子,长有头和嘴,还有8对整齐的足。冬虫夏草为什么会生长这般怪模样呢? 原来,有一种叫做“蝙蝠蛾”的昆虫,每当春天来临,它便把虫卵产在土壤里,然后静静地死去。这虫卵在土壤里经过1个月的孵化,一条白胖白胖的幼虫便破土而出。有一种真菌即草虫已在此静候多时,一遇到这白胖鲜美的幼虫,便一股脑儿往幼虫体内钻,然后在里边吮吸着虫体内的音养,过着无忧无虑的寄生生活。冬天幼虫躲在泥土中,由于体内的寄生菌大量繁殖,这虫子不等爬出地面便死去了。等到气候温暖了,这种真菌便破土而出,在功虫壳体的头部长出一根长约10厘米,顶端呈椭球体的棒。所以,它才长得既像虫,又像草的怪模样。人们根据这副怪样子给它起了个“冬虫夏草”的怪名字。 冬虫夏草,长得虽然古怪,它的药用价值可高了!对补肺益肾、治疗理劳咳嗽、痰中带血、气喘、腰痛等病,有大用处呢!令人百思不解的是:一个真菌有何奇功异能,能钻入幼虫的体内,又能在虫体内寄生那么久,直到从虫嘴长出一棵草到地面上来的呢?这是一个未解之谜。
根之奇趣
说到植物的根,人们会想到《水浒传》中的鲁智深。他的力气出奇地大,竟然可以把大相国寺的垂柳连根拔起。 连根拔起垂柳为什么不容易?这是因为植物的根在地下分布得既深又广。根紧紧抓住大地,把植物固着在大地上,同时为植物的生长发育输送水分和养分。根作为植物 盘根惜节的树木
的一部分,默默无闻地奉献,一般人对它了解不多,其实,它也有不少奇趣呢!
旺盛的生长力 许多年以前,在英国的一个地方长着一棵大柳树。一次,由于某种原因,人们在离地3米处砍断了它。年复一年,柳树的断面上积了厚厚一层尘土。有一天,土中竟然钻出一棵小赤杨来。小赤杨吸收柳树断面上土层中的营养,慢慢长大,终于向地面伸出一条树根来。那树根经历了千辛万苦,最后到达地面,后来扎人地下,争取到了大地的营养。由此可见,根的生命力有多旺盛。 如果有可能到地底一游的话,你会惊奇发现,植物的根竟是如此发达!小麦的根最多可达70000条,总长500米以上;一株才长出8片叶子的玉米,根的数目在8000~10000条! 大多数植物的根都有自己的特征。种子在发育时,胚根最先突出种皮,径直往下生长。这种根又粗又大,入土较深,叫主根。主根上再长出较细的根来,这种根叫侧根。像大豆、棉花和苜蓿,主根和侧根的区别非常明显,它们统称直根系。而像玉米和小麦等,它们的根着上去好像一把胡须,这些根统称须根系。 生活在沙漠地区的骆驼刺,地上的茎充其量不过0.5~0.6米高,地下的根却可长到5~6米,最深可达15米。正因为如此,骆驼刺才得以在沙漠中生存。 对于植物本身来说,根部的吸收功能是不可缺少的。根是怎样吸收水分的呢?它主要通过根毛区的根毛来吸收。将根尖纵切成薄片,做成装片,放在显微镜下观察。你可以发现它是由四部分组成的:根冠、生长点、伸长区和根毛区。在根尖处吸收水分和无机盐能力最强的是根毛区。 根毛区长满了向外突起的根毛。根毛其实是一种特殊的表皮细胞。这种细胞外形像个封口的瓶子,直径约有百分之几毫米,长约0.15~1厘米。 根毛的细胞壁又薄又嫩,细胞液极浓极浓,因此与根毛周围土壤溶液的浓度产生了一个极大的浓度差,这种浓度差保证根毛能贪婪地“大口大口”地“喝”水。在水分进入根毛的时候,溶解在水里的无机盐也一起渗了进去。 科学家统计,一株玉米从出苗到结实,竟要消耗200千克水,而长成1吨小麦(种子),竟要耗去1500吨水。
无手“雕刻家” 很久以前,一位叫彼得的植物学家做了这样一个实验:他在地里挖了一个30厘米深的坑,然后将一块光滑的大理石平平地放了进去,上面用土壤盖好,尔后在土中撤下一些芸豆种子。不久,芸豆苗出土了。等到芸豆的茎蔓上长出卷须来,他将土扒开,竟然发现芸豆苗的根紧紧地贴在大理石表面,还不容易拉扯掉呢。彼得用清水反复冲洗大理石面,发现原来光滑的大理石面被根“刻”上了纵横交错的纹路! 芸豆的根为什么能成为“雕刻家”呢?原来,植物的根在呼吸时吐出二氧化碳,这些二氧化碳溶解在土壤溶液中成为碳酸,然后再以离子交换的形式把大理石(主要成份为碳酸钙)分解成氧化钙和二氧化碳,氧化钙溶于水,随水被根毛细胞吸收。天长日久,大理石板表面就这样被 AomI Da ohijic 破译神奇生物之谜
气生根 “雕”出花纹来。除此以外,植物的根还能分泌柠檬酸、苹果酸和葡萄酸等,这些酸类对于大理石都有腐蚀作用。 不过,植物的根吸收的不光是钙,还有别的许许多多的无机盐。把植物晒干烧成灰烬,能得到少量的灰分。用化学方法分析这些灰分,可以得知,植物体内除含钙外,还有磷、钾、镁、硫、铁等多种元素。 目前已知植物生长所必需的元素共有16种,其中13种主要来自土壤,也就是主要通过根部吸收的。Shenqi Shengwu Zhimi 根不一定都向下生长 19世纪,有人把一棵植物栽种在一个花盆中,等它生长一段时间,再把盆绑在小车的轮子上,让轮子绕着轮轴沿着水平方向不停地转动。后来发现,盆中幼苗的根竟朝着轮子转动时的离心力方向生长。这是什么原因呢? 原来,植物的根之所以向下生长,是因为地心引力的作用。生物学家达尔文很早就发现,在根尖末端的1~2毫米处正是这种感应力的集中之处。然而,不久之前,几位植物学家到南美洲的委内瑞拉考察,却在那里的丛林中发现了20多种根部朝天生长的植物。这是怎么一回事呢? 原来,当地的土壤所含的无机盐极少,植物被迫将根靠向周围的树干,从那些树干的树洞里摄取含矿物质的潴留雨水。科学家为了证明自己的论断,故意将含有大量无机盐的溶液反复浇向树干,根部朝上生长现象果然加剧了。 根部向上生长的植物,其实还真不少。它们的根部由于种种原因,能克服地心引力伸向空中。比如,生长在我国广东、福建沿海一带的海桑,它们的根就能克服地心引力向上生长。海桑又叫剪包树,属海桑科,高可达5米。它生活在缺氧的淤泥中,经常受到海水的侵袭,因呼吸困难而长出了专供呼吸的呼吸根。这种呼吸根的顶端有皮孔,内部是疏松的海绵状结构。为了吸取到新鲜氧气,海桑的呼吸根拼命挣出淤泥,就像冒出地面的春笋一样。。
变态根 有人在西藏某地曾挖到一个罕见的大萝卜,竟有20余千克!萝卜为什么会长这么大?原来,萝卜的膨大部分是 植物的贮藏根,它是由主根发育而来的。萝卜长得大,一方面说明生长条件有利,另一方面说明萝卜根的薄壁细胞内贮藏着大量养料,能够供给越冬后植物在来年春天生长的需要。 然而,贮藏根不一定由主根形成。例如,甘薯的块状贮藏根就是由不定根或侧根形成的,它肥大,肉质化,贮藏着大量的淀粉。 植物学家把贮藏根-这种形态、结构和功能都发生很大变化的根,叫做变态根。植物的变态根除了贮藏根外,还有支柱根、板状根、气生根、寄生根和附着根等。 人们发现,从玉米的茎上长出许许多多不定根来,这种不定根起了支撑茎干的作用,因而被称作支柱根。 在我国南方的热带雨林中,很多高大的植物都长有结实的板状根,这种板状根可以有效地防止大树的倾倒。至于气生根,除了榕树以外,吊兰和葡萄蔓上也可以见到。 说到寄生根,那主要指的是菟丝子。丝子自己的叶片早就退化,它的根并不起吸收水分和无机盐的作用,而是吸附在其他植物体上,吸收现成的养料。菟丝子的缠绕能力特别强,当它盘旋到别的植物身上以后,茎上就长出一个个突起的小“疖”,这小“疖”能破坏被绕植物的茎于和叶,从而拼命吮吸寄主植物的营养和水分。这个“疖”就是我们称之为寄生根的东西。 长有附着根的植物多是热带丛林中的菊科植物。它们长出又扁又平的根,仅仅是为了附在大树的树皮上,“吮吸”树洞里或树干上淌下的雨水。这些根本身含有叶绿素,能进行光合作用,自己制造养料。 最为奇特的根要算是大王花状瓜子金和葫芦科植物的根了。前者生活在热带地区的森林中,它的身上长满鼓鼓囊囊的花瓶状的叶,“花瓶”的上方开有口子,雨季一来便灌满了水。有趣的是,大王花状瓜子金的瓶状叶的叶柄会生出许多不定根,这些不定根会伸进“花瓶”吮吸水分。即使是久旱不雨,只要“花瓶”里有水,就不用担心会渴死。生活在墨西哥荒漠地区的耐旱的葫芦科植物,它们的根一部分露出地面,像一个个扁扁的水壶贮满了水。这种植物极为耐旱,即使滴水不进,它们也能活上好几年,只是“壶”中的水少一些而已。
秋树红叶之谜
人们平时总是说“绿叶红花”,仿佛叶子总是绿色的。确实,在大自然中,树叶和其他植物的叶子在绝大数时间里几乎都是绿色的。可也有些树叶,在秋天时它的树叶颜色会起变化。有名的北京一景-香山红叶,那漫山遍野的红叶,真使游人们陶醉而留连忘返。江南一带的枫树,到了秋天,也是一派“红枫如火”的景象。唐代大诗人杜牧的名句“霜叶红于二月花”便是对秋天红叶的赞美。 那么,叶子的红色是怎么染上去的呢?原来叶子的颜色是由它所含的色素来决定的。一般的叶子含有大量的绿色色素,我们叫它叶绿素。另外还有黄色或橙色的胡萝卜色素,也还有青红色的花青素等等。 叶子的叶绿素和胡萝卜素是进行光合作用的色素。它们在阳光作用下,吸收二氧化碳和水,吐出氧气,产生淀粉,所以叶绿素是十分活跃的家伙,但它也很容易被破坏。夏天的叶子能保持绿色,是因为不断地有新的叶绿素来代替那些褪色的老叶绿素。到了秋天,天气逐渐转冷,大多数叶绿素的产生就会受到影响。叶绿素遭破坏的速度超过了它生成的速度,于是树叶的绿色逐渐褪掉,变成了黄色。那黄色就是因为胡萝卜素还留在叶子里。 有些树种的树叶会产生大量的红色花青素,叶子就开始变红了。叶子产生花青素的能力和它周围环境的变化有很大关系。如冷空气一来,气温突然下降,植物中的花青素就容易形成。因此秋天有些树上的树叶就会变红。破译神奇生物之谜
秋天的红叶便景色增添了色彩,变得更加美丽迷人。 秋树可是至今为止,人们对于花青素究竟是什么样的物质,它在植物叶子中起什么作用还不清楚,这将有待于科学家的进一步研究。
“发热植物”的奥秘
在“植物王国”里,有一种能“发热”的植物,它所发出的热量足以使周围的冰雪融化。什么样的一种植物,能有这般的奇异功能呢?它为什么要“发热”呢?这真是 令人迷惑不解。 这是一种叫做“斑叶阿若母”的百合科草本植物。这种植物在环境气温为4℃时,花的体温可达40℃左右。这种“发热”植物的“花温”为什么如此之高?科学家发现,这种植物在开花之前,已在花的组织里贮存了大量的脂肪。开花时,脂肪进入组织细胞内,发生强烈的氧化作用从而释放出大量的热能,所以造成了“花温”较高的结果。 科学家在研究中还发现,有一种叫“臭菘”的植物,它的成熟期是在冬末春初,这时它的温度一般比环境温度高出20-25℃,从而能够融化覆盖在植物上面厚厚的雪层,于是,花便可以轻而易举地钻出雪层,避免了被冻伤的危险。这是植物“发热”的第一功能。 另一种“发热”植物叫“佛焰”,它的雌蕊和雄蕊都隐藏在苞的深处。为了能在花开之后请到媒人,它把“花温”急剧升高,散发臭味,如同发热的腐烂的动物尸体或发酵的粪堆发出的气味,于是一种对热敏感、喜欢吃腐烂物的蝇就急急忙忙赶来,为它们做媒,完成了传授花粉的“伟业”。这是植物“发热”的第二功能。 此外,佛焰“发热”,可以使四周的风转变成围绕着佛焰花序旋转的涡流,而且这种涡流不受外界风向的影响,并能把四周各个方向吹来的风转向佛焰苞的开口处。这样,不仅能使热量均匀地分布在整个佛焰苞内,使整个花朵能融化厚雪的覆盖,而且,更令人惊奇的是,佛焰花序周围的涡流能把花序顶端成熟的花粉吹到花序下部未经授粉的花朵内,从而达到没有蝇为媒,利用热气流为媒也能“成亲”的目的。植物的安排真可谓绝妙!Shenqi Shengwu Zhimi
不怕扯皮的树
俗话说:“人怕打脸,树怕扒皮。”虽然在世界上不怕打脸的人不曾听说有过,但不怕扒皮的树倒确确实实存在。. 树皮可是个大家族,有多少种树就有多少样的树皮。树皮有的光滑,有的粗糙;有的薄,有的厚;有红色,也有白色······真可谓形形色色,千奇百怪。树皮有长在树外面的那层表皮,有长在外表皮和木质中间的韧皮。外表应像忠诚的卫士,终日顶风冒雨,遮挡烈日霜雪,护卫着树的全身,保证树体内韧皮部上下运输线的畅通无阻。如果树皮遭到破坏,就会使运输线受阻,造成根部得不到营养而“饿死”,树上的树叶得不到水分而无法进行光合作用,也就慢慢枯萎。可见,树怕扒皮的说法是有道理的。 然而,树中也有在扒皮之后,仍能死里逃生的“硬汉子”。栓皮栎树就是一个例子。栓皮栎树在一生中(寿命为100~150年),虽要经过几次扒皮,却不会“伤筋动骨”,而且仍然生命不息,健壮地成长。这其中的奥秘在于栓皮栎树的皮下长有一层栓皮的“形成层”,它可以向内分生出少量活细胞,称为“栓内层”,向外侧分生出大量的栓皮细胞,称为“软木”。随着树木的生长,栓皮也逐年加厚,5~6年就可以扒1次皮(“处女皮”要等20岁以后才能剥去)。但在扒皮时要注意留下有生命的栓皮“形成层”,只要它不受伤害,就仍然可以照常输送水分和营养,栓皮栎树也就能死里逃生。 栓皮栎树皮-软木,看上去很像鳄鱼皮,它的用处 不怕扯皮的树 可大了。用于生活上可作桶盖、瓶塞等。用于工业、交通、国防建设方面:它是物品冷藏中最佳的隔热材料;它又是物理、化学试验中良好的保温材料;还是汽车汽缸中优良的密封材料。在人们追求“自然美”成为高雅时尚的今天,软木又在建筑装饰上获得了一席之地。 科学家对树木“形成层”的研究,正在应用于对杜仲、黄柏、厚朴等制作中药材的树木的取皮上,从而告别了过去那种“杀鸡取蛋”、“砍树取药”的笨办法。如果这方面的研究能应用于更多的树种,人们的生活中将会有更加丰富的树皮制品。 无花果之谜
盛夏,神奇的无花果,在满株浓绿而肥大的掌状叶里,托出累累绿色果实,显得纯厚、文雅。 无花果为桑科,原产于地中海、南亚一带。它性喜温暖、肥沃、湿润的环境,对土质要求不高,易繁殖,生长快,适应性强(也适宜在城市栽植)。在我国南方各省多是地栽,而在北方只能盆裁。 无花果,不论生长在哪里,都根深叶茂,果实累累,它的果实愈熟愈红艳。人们赞美它,不像桃李树在结果之前,先以奇葩满树来风采照人,而只要一刮风下雨,则落花满地;更不像夹竹桃,从春到夏,繁花似锦,炫耀自己的艳丽多姿,实际上却华而无实。无花果纯朴无华,还未见它的花貌,已经是果满枝头了。 难道无花果真的是不开花就结果吗?其实,说它无花,完全是误解。世界上很少有无花而结果的植物。无花果同其他植物一样,也是先开花而后结果。所不同的是,无花果的花是腋生的隐头花。因此,在人们还未见它开花时,果子已经悄悄地从叶下钻了出来,所以,叫它“无花果”。 无花果,叶大色墨绿。树姿优美,是美化环境、盆栽观赏的佳品。其果实不仅香甜味美,而且营养丰富,还可人药。 无花果还是防污染的“卫士”,它对二氧化硫、二氧化硫。氯化氢、二氧化碳。硝酸雾以及苯等物质,有一定的抵御和吸收能力,在产生大气污染的厂区裁植无花果, 可以起到净化空气、改善环境的作用。
奇异的马尾藻海
1492年9月16日,哥伦布率领的探险船队正在茫茫的大西洋上行驶。忽然,远方出现了一大片郁郁葱葱的“草原”,哥伦布以为发现了新陆地,欣喜若狂地命令船队急速前往。可是,当他们驶近“草原”时,不禁大失所望,原来,那并不是什么草原,而是一望无际的海藻。哥伦布因物取名,把这片奇怪的海域叫作“萨加索海”(在西班牙语中是海藻海的意思)。由于这里的海藻以马尾藻为主,后人称为马尾藻海。 马尾藻海在美国东部海域,恰处于北大西洋环流的中心,众所周知的百慕大三角几乎全部处于这个海区内。科学家风趣地把北大西洋环流比作车轮,把马尾藻海比作这个车轮上的轮毂,不过,它是一个大得难以想象的轮毂-差不多有1000海里宽,2000海里长。 马尾藻海不仅以蔚为壮观的“海上草原”闻名于世,而且有许许多多奇特的自然现象令人费解。马尾藻海如同一座透镜状的液体小山漂浮在大西洋中部。北大西洋环流宽60~80公里,深达700多米,流速约每昼夜150公里。这支强大的环流日夜奔流不急,像一堵旋转的坚固墙壁,把马尾藻海从浩瀚的大西洋中隔离出来。大西洋的水几乎流不进马尾藻海,而马尾藻海的水也流不出圈外。由于海流和风的作用,较轻的海水堆积在中部,使马尾藻中部海平面比美国大西洋沿岸的海平面高出约1米。由于马尾藻海的海水几乎不流动,在阳光照射下,表层水温很高,却几乎不发生水的对流现象,不用说不能与环流圈进行内外交流,就是海的下层冷水也不能升起来。海上草原常常神出鬼没,时隐时现。有时,茂盛的水草突然失踪;有时,水草又神差鬼使般地布满海面。 这个奇特的大海是怎样形成的呢?打一个形象的比喻,大西洋好比一个硕大无比的盆子,北大西洋环流就是盆中作圆形运动的水流,马尾藻海就是盆中最不受激动的水面中心,分散的悬浮物都聚集在这里。这就是海上草原的秘密之所在,也是马尾藻海具有一系列奇特自然现象的根源。但是,人们对于马尾藻海里的马尾藻是怎么来的,说法并不一致。有的海洋学家认为,这些马尾藻类,本来就是漂浮的海藻,它们是从其他海域漂浮过来的。有的则认为,这些马尾藻类原本是在这一海域海底生长的藻类,后来经大风吹,将其根吹断,藻类漂浮出海面。有的科学家在马尾藻海往返考察时。却找不到马尾藻的影子,然而几个月后,又有人报道说,在同一海域又发现大量漂浮的马尾藻。它们漂泊不定,时隐时现,令人难以捉摸。
世界惟一的洋中之海 一般地说,海是指大洋的边缘部分,因此海都是有海岸的。令人奇怪的是,马尾藻海却是一个没有海岸的海。它既不与大陆相连,又不被陆地包围,而是被大西洋的海流所包着。人们称它为“洋中之海”。正因为如此,马尾藻海是一个极不稳定的海。由于组成北大西洋环流-墨西哥湾暖流、安第列斯暖流、北赤道暖流和加那利寒流的流动,它的面积随季节和气候而变化,夏末时最大,隆冬时最小。 马尾藻海的海水透明区也高于一般海区。一般热带区的海水透明度为50米,而马尾藻海的海水透明度竟有66.5米,是世界大洋中透明度最高的海区。海洋学家把明度板放在马尾藻海水下72米的深度,依然看得很清楚。马尾藻海水仿沸水晶一样清澈,水色透明而深蓝,故又有“蓝海”之称。 为什么马尾藻海透明度这样高呢?这是因为马尾藻海位于大西洋中部,受大陆江河影响较小,浮游生物少。掉测定,马尾藻海里的浮游生物仅为其他海区的1/3。悬浮物质和浮游生物的多少是决定海水透明度的主要原因,所以,马尾藻海的透明度大,海水呈蓝色。
神秘的海难 有不少航海者,在马尾藻海上遇到各种奇异经历和可怕的灾难。他们的见闻被神话般地传开了。美国作家托马斯·简尼欧对马尾藻海是这样描写的:“许多沉船的废墟集合在一起,一直延伸着,就像世界上所有的沉船都躺在那儿,像一群被遗弃的伙伴······”在一些文学著作中,马尾藻海被描绘成世界上最悲惨和最恐怖的海域之一。 1963年,一架C132客机,在飞进马尾藻海清朗的上空时,突然失踪。1973年,一艘货船在马尾藻海航行时,突然倾覆。在帆船时代,曾有海员说,他们的船只在马尾藻海上航行时,被大量的马尾藻缠住,船只无法航行,结果船员们发了疯,有的被活活渴死。从现在的眼光看,这种说法似乎没有根据,因为人们曾做过专门实验,小帆船在马尾藻海中航行被海藻困住的可能性很小。 许多航海家推测,船舶失事的原因可能是多种的。例如,马尾藻死死地缠住轮船的螺旋桨,使轮船无法航行,失去控制,造成倾覆。但是,这种解释不能说明飞机在马尾藻海失事的原因。因此,更多的人认为,在马尾藻海这片奇异的海区里,一定还隐藏着许多人们尚不清楚的自然之谜。
真菌是动物还是植物之谜
真菌是一个很大的生物类群,大约有10万种,其中包括各种霉菌、酵母菌等,还有我们平时很熟悉的蘑菇-伞菌,它们在整个生物界中占有非常特殊的地位。 虽然在很早以前,科学家们已把它勉强归入到植物界中,但关于真菌究竟是植物还是动物的争论,长期以来一直没有停止过。 有关真菌的最早论述,应追溯到公元前4世纪,著名的古希腊学者亚里士多德,首次在书中描述了真菌的特性。大约过了3000年后,著名科学家达普林尼把蘑菇分为可食蘑菇和有毒蘑菇两类。然而,人们对真菌的认识,长期以来一直徘徊在很幼稚的水平,仅仅知道,它是一类没有叶绿素、不能进行光合作用、常常依靠腐生或寄生的生物,但无法确定它究竟是植物还是动物,没有一个人能为它下一个权威性的确切定义。 随着对真菌研究的不断深入,许多科学家对真菌归属到哪一大类,纷纷提出了自己的论点。在较早的时期,植物学家尼克尔认为,真菌的形态虽然多种多样,面貌各异,但都是植物组织分泌出的产物,它们就像植物身上的废料一样,不能划入到生物的范畴之中。因此他认为,真 AomI Da ohijio 破译神奇生物之谜
菌更接近矿物。可是,在当时尼克尔不了解那些蛛丝般物质,并不是植物的分泌物,实际上它恰恰就是真菌1身。 在这个问题上,就连赫赫有名的瑞典分类学家林奈感到迷惘。起先,由于他在真菌中发现了一种与水媳相的小动物,所以一直认为真菌是动物,直到后来才改变看法。在这种情况下,法国生物学家瓦扬风趣地说:“]菌是破坏了自然界普遍和谐性的魔鬼杰作。”的确是样,如果真菌是植物,可又没有花,它出现在这个世!上,似乎就是为了刁难最有天才的研究者。 尽管在真菌的分类上有种种不同看法,但大部分植唐菇的景殖之过 学家认为真菌是植物。后来,意大利科学家密凯利首次开了通往真菌生活史迷宫的大门。他以出色的研究证明了,真菌是由极细微的孢子来传播繁殖的。从此以后,人类结束了对真菌盲目猜想的阶段,使研究进入到一个崭新的领域之中。到了18世纪,林奈正式把真菌归属到植物的家族之中。 正当大家都认为真菌是植物的时候,不少植物学家又提出了新的观点。他们认为,真菌在地球生命史的早期就已出现,再加上没有叶绿素,不能自我制造食物,所以不应该属于植物界,而应当处于与植物界、动物界相并列的第三个界-真菌界。但是,这个新观念没有受到同行们的普遍支持,经过反复多次的激烈争论,最后还是把真菌列人到植物界中。 这样的情况一直延续到20世纪。1909年,俄国科学家曼莱日柯夫斯基再次提出,应该建立真菌界,它包括细菌、蓝绿藻和真菌。他指出,这互相并列的三个界,在生活方式上各有特点。植物、动物和真菌分别来自于三个假想的祖先。 后来,科学家又进一步提出,生物可分为四个界,即裂殖界(细菌和藻类)、真菌界、植物界和动物界。随着科学的不断发展,科学家采用了现代化的技术手段,发现真菌确实兼有植物体和动物组织的特点。例如真菌能直接进行氮交换,细胞壁中有几丁质(壳多糖),这些方面很接近动物。但是,真菌的生活方式,细胞有细胞壁和细胞膜的特点,又很接近植物。 那么,真菌究竟是植物还是动物呢?这个从古到今已争论了几千年的问题,到今天还没有得出一个完全统一的结论。 鸽子树之谜
“花朵”像鸽子的树 1860年,英法联军大肆进攻、洗劫北京城,火烧圆明园之后,清朝政府被迫签订了城下之盟-中英、中法以及中俄《北京条约》。历史学家将这称为第二次鸦片战争,其结果是中国进一步丧失了大片领土和许多权益,随之,更多的外国传教士和冒险家拥人中国。 1869年春,在中国四川青衣江上游的宝兴地区,一个叫穆坪的地方,来了一个满脸大胡子的高鼻深目的法国传教土。他名叫大卫,这一年41岁,是第二次来到中国。大卫的兴趣十分广泛,其中,尤喜种植花草,采集植物标本。他32岁那年,借传教的机会,到中国的河北地区采集植物标本。三年以后,他带着大量标本返回了法国。 大卫来到穆坪,眼前葱茏一片的植物世界,令他惊叹不已。一天,他来到一片树林间的开阔地,看见了令他终生难忘的情景。事后大卫回忆道:“我来到一处美丽的地方,看到了一棵美丽的大树。那树上长满巨大的美丽的“花朵”。“花”是白的,好似一块块白手帕迎风招展。春风吹来,又好像一群群鸽子振翅欲飞。 大卫把这种大树称为“中国的的子树”,事后他还发现,鸽子树的白色大“花”实际上并不是真正的花,面是它的苞片,这种苞片最长可达15厘米,宽3-5厘米。我们所看到的鸽子树“花”既然是苞片,那么真正的花在 几呢?大卫仔细研究了鸽子树的结构,这才知道,鸽子树花的数量很多,但却很小,许许多多的紫红色小花组成了一种叫做头状花序的结构。在头状花序中,雄花数目很多,它们大都长在花序的周围,而中央则是雌花或两性花。鸽子树的花序直径约有2厘米,它们处于白色苞片的包围之中,微风吹来,人们只看到鸽子般展翅的苞片,却忽略了花序的存在。 大卫将鸽子树的标本带回了法国,植物学家们竟将鸽子树命名为“Davidiainvolucrata”。“involucrata”的意思是“有苞片的”。“Davidia”是“大卫发现的”意思。由此可见,大卫发现的鸽子树,在植物学家的心目中分量有多重!
原来是珙桐 现今我们知道,鸽子树其实就是中国特有的“活化石”-珙桐。珙桐的科学价值之所以珍贵,是因为在距今200-300万年以前,珙桐的“足迹”遍布全世界,由于第四纪冰川的影响,珙桐在世界上绝大多数地区都绝迹了,而在我国贵州的梵净山、湖北的神农架、四川的峨眉山、云南的东北部地区,以及湖南的张家界和天平山的海拔1200-2500米的山坡上还留有小片的天然树林。这些远古年代的遗物,就像地层中的古生物化石一样,能帮助人们了解与地球、地质、地理、生物等有关的许多奥秘,又因为它们是活着的,所以叫它们“活化石”。正因为这个原因,珙桐成为我国的一级保护植物,国家还专门为这些“活化石”划定的保护区。 19世纪末,珙桐被引种到法国,以后又来到英国以及 其他国家。如今在瑞士的日内瓦市,人们常在庭园里栽种珙桐,每到花开季节,珙桐花花香袭入,引得不少游人留连忘返。 珙桐的果实成熟时,颇像一个个尚未成熟的野梨,因此,在产珙桐的地方,珙桐又被叫做水梨子或木梨子,虽然此“梨”果肉酸涩难以下咽,但对于渴到极点的赶路人来说,这“梨”倒也能救急。 珙桐的树形优美,是一种很好的绿化树种,它的种子含油量达20%,因此是一种利用价值颇高的珍贵植物。
植物体中的动物现象之谜
众所周知,植物和动物是完全不同的两大类生物。它们之间存在太大的差别。但令人惊讶的是,科学家在许多研究中发现,植物体内常常会表现出各种类似动物的现象。
植物的血型 人类有不同的血型,如A型、B型、O型、AB型等,科学家们发现,许多植物体内也有类似的血型。 植物血型的发现始于一个偶然的机会。一位叫山本茂的日本法医在一起谋杀案中顺便化验了一下死者枕头内的荞麦皮,结果他惊奇地发现,荞麦也有与人类相似的血型-AB型,这是多么令人不可思议的新鲜事啊! 于是,他很快就迷上了植物血型的研究。他到野外进行了广泛地调查,采集并化验了600多种植物的“血型”,然后将它们按照不同的血型分别归类。例如,葡 萄、山茶、山槭、芜菁等植物属O型植物;桃叶、珊瑚则归属于A型植物;而扶芳藤、大黄杨等被划为B型植物;此外,荞麦、李树、珊瑚树、地锦槭成为AB型植物的代表。 当然,这儿所说的植物“血”,实际上是植物体内的汁液,与人体中的血液有所不同。但是,植物汁液中的各种糖蛋白成分,与人体内的血型物质很相似。可是,植物的血型物质,在植物的生理生长方面,有些什么实际的影响?这些问题是最使植物学家感兴趣的。目前还没有一个确切的答案。
植物的脉搏 最近,一些植物学家在研究树木增粗速度时惊异地发现,活的植物树干,有类似人类脉搏一胀一缩跳动的现象,而且这种植物“脉搏”还有明显的规律性。每逢晴天丽日,太阳刚从东方升起时,植物的树干就开始收缩,一直延续到夕阳西斜。到了夜间,树干停止了收缩,反过来开始膨胀,直到第二天早晨。植物这种日细夜粗的搏动,每天周而复始。但每一次搏动,膨胀总略大于收缩,于是,树干就这样增粗长大。 有的植物学家在解释这种奇特的脉搏现象时说,植物“脉搏”是植物的正常生理现象,是由植物体内水分运动引起的。当植物根部吸收的水分与叶面蒸腾的水分一样多时,树于几乎不发生粗细变化;如果吸收的水分超过蒸腾的水分,树干就要增粗;相反在缺水时,树干又会收缩。 遇到下雨天,树干“脉搏”的收缩几乎完全停止,这时它总是不分昼夜地持续增粗。直到雨后转晴,树干才重D Aomi Da ohijie 破译神奇生物之谜
树叶中的脉搏 又开始收缩,这也许是植物“脉搏”中的一个例外。 也有的植物学家从另一个角度来解释:在夜晚,植物气孔总是关闭着,这就使水分蒸腾大大减少,所以树干增粗,而白天,植物叶片上的大多数气孔都开放,水分蒸腾增加,树干就收缩。 以上的解释似乎很有道理,但是,进一步的深人调查后发现,并不是所有的植物都有典型的“脉搏”现象,这就使植物学家感到某种困惑,为什么有许多植物不产生“脉搏”现象?是否还有其他的原因在影响植物的“脉搏”? 植物的记忆 植物崛动物那样有记忆能力吗?很多人都会给出否定答案。 不久前,法国克累蒙大学的科学家设计了一个有趣的实验。他们选择了几株刚刚发芽的三叶鬼针草,整个幼小的植株,总共只有两片形状很相似的子叶。一开始,科学家们用4根细细的长针,对右边一片子叶进行穿刺,以破坏植物的对称性,过了5分钟后,他们用锋利的手术刀,把两片子叶全部切除,然后再把失去子叶的植株放到良好的环境条件中,让它们继续生长。 大约5天之后,意想不到的有趣情况发生了,这些曾经受到针刺的植株,左边(没受到针刺的一边)萌发的芽生长很旺盛,而右边(受过针刺的一边)的芽生长明显缓慢。这个结果表明,植物依然“记得”以前那次破坏对称性的针刺,没“忘记”针刺给它带来的痛苦。从而证明植物不仅具有接收信息的能力,而且还有一定的记忆能力。 之后,科学家经过多次实验,发现了更多的证据,他们甚至已经知道,植物的记忆力大约能保持13天。 植物没有大脑,没有中枢神经,怎么会有记忆呢?科学家们推测说,植物的记忆当然与动物有所不同,也许是依靠离子渗透补充而实现的,但这仅仅是推测,应当说,关于植物记忆的问题,在目前还是一个没有被彻底解开的谜。 植物的能源之谜
地球上的煤、石油、天然气资源是有限的,随着能源危机的一天天逼近,人们迫切地希望早日找到能代替煤。石油和天然气的“能源植物”。 最先引起科学家注意的是银合欢树,银合欢树原产于中美洲,它的汁液里含石油量很高,有“燃烧的木头”之称。菲律宾曾引种子12000公顷的银合欢树,相当于获得了100万桶石油的能源。 菲律宾北部还有一种汉加树,每年开花结果三次,一棵树每次结果量可达15千克。人们发现,汉加果遇火会迅速剧烈地燃烧。经测定,原来果实内含有16%的纯酒精。这个消息令菲律宾政府很兴奋,准备扩大栽种面积,以期用果实提炼物代替石油。 在巴西的热带丛林中,有一种常绿乔木-香胶树。只要在它高大的树干上打一个洞,半年内可分泌出20~30千克胶汁。这种胶汁的化学特性与柴油十分相似,可以直接将它注人柴油发动机汽车的油箱做为能源。据估计,100棵香胶树每年可产胶汁25桶,巴西政府已经开始对香胶树做进一步的研究。 生长在我国海南岛的油楠,也是一种能产“油”的树,只要在树干上割砍或钻洞,便会从破口处流出黄色的油状液体来。一棵高13-15米、直径在50厘米左右的油楠树可年产油3~4千克,其可燃性与柴油相似。 科学家们不仅孜孜不倦地寻找能源植物,还通过多种方式试图培育能源植物。日本科学家培育出一种大朝科植Shenqi Shengwu Zhími 物蓝珊瑚,每千克能提炼出相当于30千卡热量的石油,被尊为“石油树”。 美