你可能认识指甲花(又称凤仙花)吧,它的花可染红指甲,其果实呈椭圆形,成熟后只要碰它一下,它就会“怒不可遏”:5片果瓣即刻裂开,并急剧向内弯卷收缩,将种子向四面八方弹出,远达1米以上。因此,指甲花的种子有“急性子”(中药名)之称。还有一种热带地区的沼泽草木樨,也是名副其实的“炮兵”植物,其果实成熟时骤然裂开,声响如炮,同时射出种子,有效射程达15米。有一种喷瓜,果形与黄瓜相似,因为它具有疯狂的袭击能力,所以又叫它“疯黄瓜”。其果实成熟时就变成粘性**,给果皮以巨大的压力,一旦遇到外力碰撞或果熟脱落时,果皮就突然开裂,粘液和种子一齐喷出,射程可达6米。
蒲公英、一品红等,它们的果实又轻又小,头顶长着许多毛,只要一阵轻风吹拂,就可腾空而起,展翅翱翔。而像柳树等植物,则借种子上许多细毛的浮力飘舞于空中,一到三四月问春风送暖之际,大街小巷便到处纷纷扬扬,飘下许多的柳絮“伞兵”。还有松树、榆树、臭椿等的种子,则以它们特有的翅膀,乘风展翅高飞,远航至异乡落户。伴鸟飞天的种子非常多,如稗草、榕树、桑寄生等都是。它们的种子都有很坚硬的种皮保护着,并分泌出许多粘液附着在种皮上,一旦飞鸟啄吃这些种子后,种子就滑进了鸟的腹肚中,就像乘坐民航飞机一样,旅行到很远很远的地方去。随着鸟粪的落地,它们的旅行才告结束。还有许多像莲等植物的种子,是靠在水中流动,随波逐流的方法传播种子,繁殖后代的。此外,还有许多植物的种子上面生有不少的钩、刺等,借此来搭乘在其他物体上进行传播。如苍耳把它种子上的钩刺钩挂在动物的毛皮或人的衣物上,借以远距离地散布种子。鬼针草的弟兄们则是以果顶上的倒生刺毛,倒挂在衣物上来传播的。所以,不管人或动物,只要掠过它们的旁边,它们就会用毛、刺、钩、针等特有的旅行搭乘器,钩刺在过路者的毛发或衣物上,作免费旅行。各种外形美丽,味道香甜的水果,如桃、梨、苹果、葡萄等,也有各种鸟兽自愿为它们担当传播种子的任务。这些水果虽然牺牲了甜美的果肉,却达到了传播种子的目的。人们的运输活动和吃果后随地乱抛种子等,实际上也都帮助了种子的传播。
人需要睡觉,动物也需要睡觉,这是大家感到极平常的事,但说到植物需要睡觉,一定会有人觉得稀奇了。然而这确是事实。在野外,只要你留心地观察,就可以看到一种开着紫色小花,长有三片小叶的红三叶草(也叫红花苜蓿),在白天有阳光的时候,三片小叶尽情地舒展着,一到夜色笼罩大地的时候,那小叶就会闭合在一起,垂下头来,这就是它入睡的状态。在公园里,你也会经常看到很多高大的合欢树,它那像羽毛形状的叶子,在阳光的照耀下显得郁郁葱葱,但一到傍晚,又成对成双地折合在一起,睡起大觉来了。还有许多植物,如羊角豆、含羞草、落花生的叶子也都有这种现象。
不仅植物的叶子要睡觉,那美丽的花也同样要睡眠。像睡莲花,每当太阳升起的时候,它那美丽的花瓣就慢慢地张开了,仿佛已从酣睡中醒来;而当太阳降落到西边时,它又合拢花瓣,进人梦乡。所以人们叫它为“睡莲”。那么,有没有白天睡觉而晚上开放的花呢?有。晚香玉的花,不但在晚上盛开,而且还格外芬芳。有一种蔬菜,它也是白天睡觉,晚上开花,所以人们又把它叫做“夜丹花”。更有趣的是,花儿睡眠的姿态是各种各样的。胡萝卜的花,垂下头来,好像一个正在打瞌睡的小老头;蒲公英的花,睡眠时,把所有的花瓣都向上竖起来闭合,看上去又像一个黄颜色的鸡毛掸。
千差万别的根
不同植物的根,形态不一样。不知你见过大豆、棉花、苜蓿的根没有?它们的中间有一条又粗又大又长又直的根,称主根,很容易找到,在它上面又长出有许多权权。主根是种子萌发时,首先冲破种皮伸出来的白嫩的胚根发育成的,也就是说,现在菜市场上随处可见的黄豆芽、绿豆芽,把其埋在土壤中继续生长发育,就能形成黄豆或绿豆植株的主根,上面的权权叫做侧根。
像这类能分出主次的根叫直系根。但是玉米、小麦、水稻的根就很难分出主次根来,看起来像白胡子老头的一蓬胡须,粗细、长短相差不多,这样的根是怎么形成的呢?原来这类植物的种子萌发时,胚根很早就枯萎,只发育出大丛的须根,其实是从茎的基部产生出的不定根。这类根叫须根系。
还有一些植物的根,是变态根,跟上面的两类根完全不一样,功能也起了变化,例如各种萝卜,它们本身就是植物的主根,这种主根变得多肉、肥大,里面贮藏了大量的水分和营养。萝卜的营养非常丰富,被誉为“小人参”。秋海棠的叶子插进土壤里就会长出根来。像这种从枝或叶上长出的根叫不定根。它不是从主根或侧根上生出的根。常言说:“独木不成林”。独木真的不能成林吗?西双版纳森林里的大榕树,树冠非常庞大,枝干向下生出许多不定根垂到地面,入土后逐渐发育成枝干那样粗的支持根,支持着那庞大的树冠。其中有孟加拉,其支持根支持的树干可覆盖15亩左右的土地。这是多么奇特的“独木成林”自然景观啊。
纤纤弱弱的植物根,生长在坚实大地的怀抱之中,令人不可思议,柔软的根是怎样钻到土地里面去的呢?原来根在自己的头上(根尖)戴了一顶“帽子”,当然是细胞做成的,叫根冠,帽子里面是有增生新细胞能力的总部,叫做分生组织,总部的细胞迅速分裂,细胞数目急剧增多。这样根渐渐生长,不断在土壤内深入。在根的生长过程中,根冠始终作为根的“开路先锋”,保护着幼嫩的新生的细胞。由于在前进中,沙石土粒的碰撞,使根冠不断被磨损,不断地剥落,根冠一直分泌黏液,使土壤变得润滑,便于根的延伸。与此同时,分生组织又随时派遣一部分细胞制造出新的“帽子”——根冠,代替剥落、磨损了的根冠,严密地保护着分生总部,真可谓“前仆后继,勇往直前”。
这个推动根前进的动力区(分生组织)并不大,它始终是根冠后面的薄薄一层,总共才有2—3毫米。根生长的第二个力量,是在根分生组织后面的延长部,又叫伸长区,这部位细胞最初呈球形,后来渐渐伸长成圆柱状。细胞共同伸长的力量很大,它们共同形成的撑力迅速增长了根的长度。伸长区之后是根毛区,这部分细胞渐渐分化成不同形态和功能的细胞,然后各司其职,各行其是,这种变化也起到延长根的效果,成为推动根深入土壤的第三个力量。根的分生组织、伸长区、根毛区的细胞分裂、细胞延长的力量便是不可阻挡的生命力量,就是这种力量使纤弱的根克服硬土的阻挡,而伸展于大地之中。
繁忙的茎
当我们在林中悠闲地散步或者风驰电掣般地穿行公路时,静静地矗立在旁边的树体内也在忙碌地进行着各种活动:从根部吸收的水分及其无机盐要运送到叶部;叶部光合作用产生的有机物也要运送到根部和植物体的其他部位。那么连接根与叶的是茎,物质在茎内是通过什么进行运输的呢?我们把一条带叶的杨树枝放在水里切断,然后迅速地移到滴有几滴红墨水的水里,在阳光照射下几个小时之后,再把枝条横向切断,这时观察一下断面,我们会看到断面上有殷红的斑点,再把枝条纵向剖开,会看到茎的剖面上有一条红色细纹。这红色的细纹是植物体内水分的运输路径,这条路由根部开始,经过茎,再一直通过叶脉到达叶子各部分。在叶子里就是看得见的纵横交错的叶脉。如果我们很细心的话,注意一下周围的树木,会惊奇地发现,有的树木的枝条由于树皮被破坏了一圈,在失去树皮的上方形成瘤状物,枝条的下部时间一久便枯死了。原来在植物的茎内有两条“公路”:一条在韧皮部,是由一串串筛管上下连接而成的,它的运输方向是由上往下,即把叶子制造的营养物质运输到根部或其他部位,另一条路线在木质部,它是由叫做导管的细胞上下连接而成,它的运输路线是由下往上运输,也就是说,把根部吸收的水分和无机盐运送到叶部等。
有人统计过,落叶树1平方厘米的木质横切面上,1小时可通过水量20立方厘米。运输有机物的筛管由于横壁仍然存在,但横壁上出现很多的孔,通过孔上下筛管连通形成有很多“关口”的公路,运输速度也是很快的,大约每小时0。7—1。1米。叶制造的有机物30—60分钟就可运送到根部。所以植物体内的两条‘‘公路”是很繁忙的,运输量也是很巨大的。
自然界庞大的生产者——绿叶
有人计算过,一个人活60岁,大约要吃进2万斤糖类,3200多斤蛋白质、200斤脂肪,这些食物从何而来呢?食物直接和间接来自绿色植物的光合作用。
全球绿色植物进行光合作用,一年能制造的有机物达4000多亿吨,除了供给人类食用外,还能供一些工厂作原料。绿叶在制造有机物的同时,把光能转化成化学能贮藏在有机物里,每年绿叶的光合作用贮藏的能量相当于24万个三门峡水电站每年发出的电量,为人类在工农业、日常生活所需能量的100倍。
目前最好的光电池的转换效率也只有15%一16%,而绿色植物的光合作用的转换效率一般达35%-75%,可见绿色植物充分利用太阳能甚至比原子核能效率还要高。绿色植物光合作用也是制造氧气的生产者。经过计算,1天中,人要呼吸近2万次才能正常生活,一个人1昼夜要吸人体内的氧气,其体积相当于6寸高的篮球场那么大。全世界约有50多亿人,再加上其他生物呼吸需要的氧气,数量是相当可观的。
另外,人在吸进氧气的同时还要向外呼出二氧化碳,1个人1年能呼出约300千克的二氧化碳,全世界50多亿人要呼出亿吨以上的二氧化碳,再加上煤、石油的燃烧,以及细菌、真菌在自然界的作用下放出的二氧化碳,足够地球上绿色植物的光合作用的需要。据统计,每年地球上的绿色植物放出的氧气达1000多亿吨(如果自然界绿色森林有计划地采伐和栽种,自然界氧气能够达到平衡),大气中的氧气量不过200多亿吨,按现有绿色植物光合作用的速度,大气中氧的来源是够人们利用的。绿色植物的光合作用促进了大气中二氧化碳和氧气的循环,只有这样,生物才能够生存。如果每人每天吸进0.75千克的氧气,呼出0.9千克的二氧化碳,有人计算过,城市居民每人只有10平方米的绿地(草坪、树木和花卉)面积,就可以消耗每人呼出的二氧化碳,并可从绿叶中得到每天每人所需的氧气.
自然界的植物,给了人类多少美感啊!扎根于高山贫瘠的土壤中和悬崖绝壁的石缝里的松树,不管严寒的狂风暴雪多么肆虐,也不管盛夏的骄阳酷暑多么张狂,它都那样坚定不移地挺立着,难怪人们称颂松树的风格:“大雪压青松,青松高且直,欲知松高洁,待到雪化时。”这是一种境界美。柔软的小草随风起舞,姿态蹁跹,给了舞蹈家无数的灵感,这是一种动态美。花儿朵朵,果实累累,一代新的生命诞生了,这种生命律动的历久不衰是人类文学艺术永恒的主题之一,这是一种至高无上的生命美。毫不夸张地说,美存在于所有的植物和植物体所有的部分。
作为营养器官的叶子也不例外,它也是美的化身。看看叶子的千姿百态吧:松叶像天女撒下的绣花针落在了枝条上;枫叶是从天上降落到人间的星辰;宽大的蓖麻叶仿佛是孙猴子千种变化、万般腾挪也冲不出去的如来佛那张开的巨掌;摘下一片荷叶护在胸前,那是古代将士们遮挡敌人剑戟的盾牌;田旋花叶是士兵们冲锋陷阵刺向敌人的长戟;剑麻叶是勇士们手中挥舞着的锐利宝剑;而慈菇伸出水面的叶则一如从水下射出的箭镞;芭蕉叶是硝烟弥漫的战场上一面面迎风招展的军旗,它们仿佛在讲述着一个沙场浴血的悲壮的故事;灯心覃叶是慈祥的母亲在灯下给即将离家远游的爱子细细密密地纳鞋底时用的锥子;银杏叶像是孤独的旅行者感到烦热郁闷时展开在手中的折扇,那上面似乎还有忘情于山水之间的隐士在就着几样粗果野蔬举杯邀明月共酌的画面;藜叶是村姑农妇在家中织布时用的长梭;甘薯叶像跳动的心,片片绿叶如写满爱情的信笺,而薯块的饱满甘甜印证着爱情的充实与甜蜜;柳叶就是在姑娘们风情万种的双眼上卧着的秀眉;小麦叶和水稻叶是捆扎包裹和随身用的带子;蒲葵叶是白胡子老爷爷给膝下的孙儿们讲述久远而古老的故事时一边呷茶一边摇动的大蒲扇;鹅掌楸叶子是私塾先生身上穿的马褂;管状的葱叶如同仙人吹奏的玉笛;有的植物叶子边缘部分深深地凹陷进去,像一把正在演奏着低回婉转的乐曲的大提琴。当然啦,许多植物的叶片是圆形、卵形、三角形的,在大自然中勾画出一幅幅简洁明快的几何图形。
再看看叶子着生的位置吧:有的一片片地单独着生在茎上,有的则成双成对出现,有的三片以上规则地排成一圈一圈,还有的紧贴着地面丛生。它们互相错开一定的角度,如120。、137。、138。、144。、180。,很少有例外。如果从空中俯视,你会惊异地发现:无论叶子大小、叶柄长短和枝条曲直,叶片都是片片镶嵌,各不重叠,互不遮挡,有时竟紧凑得天衣无缝。这样,既可以使植物受力均衡,叶子又能最大限度地接受阳光雨露。
植物的叶子不可计数,但它们却又各自保持着自己的个性:世界上找不出完全相同的两片树叶。这大概就是叶子的美学吧!
万紫千红的花
“万紫千红”是诗人对花朵的赞美。的确,红色的、紫色的、蓝色的、白色的、黄色的花,五彩缤纷,惹人喜爱。那么美丽的颜色是怎样产生的呢?原来在花瓣细胞里存在各种色素,主要为三大类。一类是类胡萝卜素,包括红色、橙色及黄色素在内的许多色素;第二类叫类黄酮素,是使花瓣呈浅黄色至深黄色的色素;第三类叫花青素,花的橙色、粉红、红色、紫色、蓝色都是由花青素引起的。
通过对被子植物花色的调查,人们发现花瓣呈白色和黄色的最多。那么白色的花是怎么回事呢?花呈现白色,是因为花瓣细胞里不含什么色素,而是充满了小气泡。你如果不信,用手捏一捏白色的花瓣,把里面的小气泡挤掉,它就成为无色透明的了。有些植物开黄花,那是因为花瓣细胞的叶绿体里,含有大量的叶黄素。
有一种奇怪的黑蔷薇花瓣呈黑色,但提取不出黑色素,原来是花青素和花青苷的红色、蓝色及紫色混在一起,使颜色加深时形成的一种近似黑色的色泽。植物形成色素必须消耗原料和能量,解剖可看到色素仅分布于花瓣的上表皮中,花瓣内部是无色的,这说明植物以消耗最少的能量和材料达到了最佳的效果。
植物表现出美丽的色彩,除植物体内部具备产生色彩的内部条件外,环境条件如温度、光照、水分、细胞内的酸碱条件等都影响色素的表现。就温度而言,不同植物的花朵,所适应的温度范围不同。喜温植物开花,在温度偏高时期,花朵色彩艳丽。如生性喜欢高温的荷花,炎热季节开放,花朵鲜艳夺目。绝大部分植物和一些喜低温植物,在花期内遇偏高气温,花的颜色常常不太鲜艳。如春季开花的金鱼草、月季等,当花期遇30℃以上高温时,不仅花量少且色彩暗淡。如果植物在开花时气温过低,不仅花色不鲜,且会间有杂色。
因此花的酸碱度改变,也导致花色的改变。你认得牵牛花吧,它的花朵像喇叭,颜色挺多,有红的、紫的、蓝的、粉白的。如果你把一朵红色的牵牛花.泡在肥皂水里,这朵红花顿时会变成蓝花,再把这朵蓝花泡到稀盐酸的溶液里,它又变成了红花了!
水分也影响花色。花朵中含适量的水,才能显示美丽的色彩。而且维持得也较为长久。缺水时,花色常变深,如蔷薇科的花朵缺水时,淡红色花瓣会变成深红色。
千变万化的果实
在开花植物中,能形成真正果实的植物是很多的。不过,由于各种植物果实本身结构特点的不同,果实的类型又是变化多端的。有些植物果实的中果皮肉质化,而内果皮变成分离的浆质细胞,人们称这类果实为浆果,如葡萄、番茄、柿子等。香气诱人的柑橘,被剥下的是外果皮和中果皮结合在一起的产物,果实中间分隔成瓣的为内果皮,这类果实叫做柑果。
大家熟悉的向日葵、荞麦等,它们的果皮干燥瘦小,有时还很坚硬,只有剥开它们的果皮,才能取得真正的种子,这一类果实叫瘦果。。
有些果实长有翅膀,可乘风远行,被称为翅果,如械树的种子,像栗子、榛子等植物的果实,外壳非常坚硬,里面只有一枚种子,因它非常坚硬,故而称为坚果
有的果实成熟后,果皮会自动裂开,如大豆等,被称作荚果。此外,还有一些特殊的果实,如人们食用的肉质肥大的草莓果,真正食用的部分,是由花托变化而来的。草莓果上有无数芝麻粒状的颗粒,这才是草莓真正的果实。这种果实叫聚合果。
大家熟悉的白果,是从银杏树上采下来的,刚采下时,圆鼓鼓的,有一层厚厚的肉。人们食用时,就把它外面的一层肉去掉,只剩下一个带硬壳的白果。你别看它有肉有壳,而实际上却是一个典型的冒牌果实。如果你仔细地观察一下白果的生长过程,就会发现,银杏树上看不到像样的“花”,更无法找到小瓶子状的子房,看到的只是一颗**在外面的胚珠,它可以不断地长大,最后形成白果。可见,白果不是果实,而是种子。其他像松、柏、杉等树木,它们也只能结种子,而没有真正的果实。人们称这一类植物为裸子植物。
怎么会产生无籽的果实呢?原来香蕉开花后,没有经过受精,子房虽然发育长大了,但子房里的胚珠由于未受精而不能发育成种子。这种现象叫做无籽结实或单性结实。