为什么向日葵总是追踪太阳?植物的根为什么只朝地下生长?有些动物能预报地震,植物也能吗?植物体内有没有“神经”?这些有趣而新奇的问题,就属于现代植物行为学的范畴,它是一个奥秘无穷的研究领域,吸引了许多植物学家埋首追寻探索,设法解开其中的谜团。
追踪太阳 传导热量
花儿生长向太阳,它们为什么向阳其中却大有文章。向日葵是这类植物中最有代表性的,它受到体内生长激素的控制,所以追踪太阳。
除了向日葵外,在我们身边周围,向阳植物并不常见,但生长在北极的大部分植物,都擅长追逐太阳。北极气候寒冷,花儿向阳就能聚集阳光的热量,造就一个温暖的场所,以便引诱昆虫前来传粉,使子孙后代繁衍不绝。有一位瑞典植物学家做过一个有趣的实验,他把一株仙女木植物的花用细铁丝固定住,不让它做向阳运动。等第二天太阳出来后,他测量了这朵花的温度,发现要比周围向阳的花朵低0.7℃。
在研究植物向阳生长的时候,人们发现许多向阳植物的地下部分,虽然照不到阳光,但也能对光作出反应。这个令人迷惑的问题,长期以来一直无人能够解释。直到最近科学家才发现,植物的身体能传导光线,就像光导纤维能把光传到适当部位一样。照射到植物地面部分的阳光,可以通过植物身体的基干,向植物体的其他方向传去。
在追踪太阳的植物中,最有意思的也许是缠绕植物了。比如牵牛花,它盘绕在竹竿上的细茎全部沿逆时针方向,右旋着朝上攀爬。而另一种缠绕植物蛇麻藤则恰恰相反,以顺时针方向左旋着向上生长。它们为什么会这样呢?迄今为止还没有肯定的答案。不过,有位科学家提出了一个有趣的假设。他推断这类缠绕植物的祖先,一类生长在北半球,另一类生长在南半球,植物茎为了跟踪东升西落的太阳,久而久之就形成了各自的旋转,方向正好相反。如果这种说法正确的话。那么照此推论,一些起源于赤道附近的缠绕植物,就不可能有固定的缠绕方向。后来,人们真的发现了左右旋都可以的中性植物,它起源于阿根廷靠近赤道的地区。看来,这个假设已经在渐渐被事实证实。
会辨别方位方向
好多年前,曾有人提出一个古怪的问题;植物的根为什么只朝地下生长?这个问题看似简单,可要仔细回答还很不容易。
几位美国科学家为了解答这个问题,对玉米、豌豆和莴苣的幼苗进行了专门的研究。他们发现,植物根冠的细胞壁上积累着大量的钙,尤其在根冠的中央密度最大。因此,他们认为,除了地球重力场的影响外,钙对控制植物的根向地面生长,起着至关重要的作用。
科学家认为,不仅人和动物知道上下左右,东西南北,不少植物也具有定向能力。
美国有一种莴苣植物,它的叶面总是和地面垂直,而且无一例外地朝着南北方向,人们因而把它称为“指南针植物”。指南针植物的叶片为什么会有这种独特的习性呢?有两位植物学家发现,指南针植物只要一遮阴,叶片的指南特性就消失了。因此,他们断定叶片指南一定与阳光密切相关。后来,他们又进一步发现,叶片的指南特性对植物生长很有利,因为中午阳光最强烈,垂直叶片的受光面积极小,能大大减少水分的蒸腾;而在清晨和傍晚,叶片又可以在耗水少的情况下进行较多的光合作用。这样,指南针植物能在干旱的环境条件下,得以较好地生长。
能预测灾祸(www.xing528.com)
植物生理学家最近发现,有些植物不仅能对外界变化作出相应反应,而且还具有一套预测灾祸降临的独特本领。
有一位名叫鸟山的日本学者,专门研究植物如何预测地震。他选择合欢树作为对象,用高灵敏度的记录仪器,测量合欢树的电位变化。
经过几年努力,鸟山惊奇地发现,在打雷、火山爆发、地震等自然现象发生之前,合欢树内会出现明显的电位变化和突然增强的电流。例如,他所研究的那棵合欢树,1978年6月10~11日突然出现极强大的电流,结果6月12日下午5点14分,在树附近地区发生了里氏7.4级的地震。10多天后余震消失,合欢树的电流才恢复正常。1983年5月26日中午,日本海中部发生了7.7级地震,鸟山教授在震前20多小时,又一次观察到合欢树异常的电流变化。
实验表明,合欢树能预测地震,具有相当的可靠性,这给人们准确预报地震提供了一条新的途径。
可接受麻醉
病人动手术之前要进行药物麻醉,使神经系统失去应有的敏感性,这样开刀时就不会感到痛苦。最近科学家们发现,植物也有“神经系统”,那么,用于人体的麻药,是否也会使植物麻醉而失去感觉呢?
为了找出这个答案,法国和德国的几位生理学家,选用乙醚和氯仿等普通麻醉药,对含羞草进行了麻醉实验。结果,那些“服用”过麻醉药的含羞草,不论怎样用手触摸,那些原来很敏感的叶片,这时却像着了魔似的无动于衷。过了一段时间后,也许是麻药效果消失,它才重新恢复了敏感性。看来,植物也会被麻醉,而且在麻醉剂的浓度、麻醉起作用和消退的时间方面,与动物的反应很相似。
后来科学家又发现,许多其他植物也有类似情况。比如,一种小檗属植物的雄蕊有敏感的“触觉”,但经过吗啡处理后,就会变得麻木不仁。还有食虫植物捕蝇草,经过乙醚麻醉药的喷洒,虽然知道可口的小虫子已落入自己陷阱般的叶子里,但已无力合拢,只能眼睁睁地看着美味佳肴从眼皮下逃走。
植物是怎样被麻醉的呢?植物麻醉过程与动物很相似,它们都是通过细胞膜的离子来传递电冲动。当植物受到麻醉后,细胞膜结构被破坏,“神经”传递就被阻断了。
目前,关于植物麻醉还有许多谜未解开,尤其令人不可思议的是,本身充满麻醉剂的罂粟,也即制造鸦片的植物,为什么不被自己的麻醉剂所麻醉呢?
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