书城科普一千个问题(下)(青少年必读书系(小学卷)(中学卷))
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第8章

凡是在温带寒冷季节或亚热带干旱季节落叶的都是落叶植物。但像松柏这类树木,人们常形容它们“万古长青”,似乎叶子不枯黄、不凋落,但我们往松柏林里走一走,也会发现那里的地上总会有层层枯黄的落叶。

松柏属于常绿植物,它们叶子的寿命比落叶的树木的叶子长得多。松树的针叶可以活3~5年,并且它们不像落叶植物那样在老叶脱落以后新叶才长出来,而是新叶出生以后,老叶才先先后后地脱落下来,于是树木就保持了终年常绿的模样,始终不会变得光秃秃了。

有的树叶在秋天为什么会变红?

秋天,许多树木要落叶,在落叶前叶子往往变成黄色;更有少数树种如枫树、乌桕、黄栌、槭树等的叶子却变成猩红色,叫做“红叶”。

自古以来,人们写下了不少赞美红叶的诗章,有的称“霜叶红于二月花”,有的赞“乌桕犹争夕照红”。

在《太平广记》里,还记载了这样一桩趣事:一位姓韩的宫女,她在红叶上题了一首诗:“流水何太急,深宫竟日闭,殷勤谢红叶,好去到人间。”然后放人御沟中流出宫外,被一个叫于祐的青年所得。于是他也用红叶题了一首诗,投入御沟的上游,流入宫中,又被姓韩的宫女得到。后来皇上开恩,宫内三千民女全部放回民间,姓韩的宫女与于祐终成眷属。据说,红叶题诗在唐代很流行,这表现出人们对红叶由衷的喜爱。

的确,红叶是很美丽的,那么,红叶又是如何形成的呢?我们知道,树叶中含有很多色素,如叶绿素、叶黄素、胡萝卜素等。

叶绿素颜色较深,在夏天常常盖住了其他色素而显出浓荫油绿的颜色,但当秋天来临,这时阳光依旧强烈,温度却慢慢降低,叶绿素就会因为遭到破坏而渐渐消失,这时黄色的叶黄素、胡萝卜素就显示出来,秋天叶子变黄就是这个道理。也有的植物在强光、低温、干旱的条件下,叶子在凋落前会产生大量的红色花青素,这就是形成红叶的原因。

北京西山以红叶著称,每当秋高气爽的季节,前去观赏的人总会络绎不绝,满山的红叶总让人陶醉不已。

据统计,叶子能够变红的树木约有几千种。

为什么花有不同的颜色?

古诗说“万紫千红总是春”,每当春回大地,黄色的迎春花,浅红色的樱花,粉红色的桃花,紫红色的紫荆……就纷纷开放,五彩缤纷,瑰丽夺目,让人目不暇接,心旷神怡,如此艳丽纷呈的花色是怎样形成的呢?

花瓣颜色是由花瓣内的色素决定的。这些色素包括类胡萝卜素、花青素等。类胡萝卜素能够在黄、橙、红之间变化,黄色的花朵就是因为花瓣里含有类胡萝卜素。类胡萝卜素不仅存在于花瓣中,还存在于植物的根、叶、果实里面,如秋天的黄叶子、成熟的黄香蕉都是因为有类胡萝卜的缘故。花青素能够在红、蓝、紫之间变化,并且变化的花样极多,色彩也极其艳丽,如蓝色的矢车菊、绚丽的郁金香等。有趣的是,同一种花青素还会受花瓣细胞液酸碱度变化的影响而改变颜色。如果摘一朵红色牵牛花泡在肥皂水里,红花会顿时变成蓝色,接着把这蓝色花再浸到稀盐酸溶液里,它又会变成红色。

另外,花瓣里如果含叶绿素较多,花就会呈现绿色,如果花瓣里不含色素,我们看起来就是白色的。

那么,花儿到底有多少种色彩呢?有人曾经统计过4000多种花色,发现有白、黄、红、蓝、紫、绿、橙、茶、黑等9种色彩,花中白花最多,其次是黄花、红花、蓝花、紫花、绿花、橙花、茶花,最少的是黑花。

以往,人们一厢情愿地认为花儿朵朵是供欣赏、采摘的,实际上,花儿有各种各样的颜色,是为了自己传宗接代,因为昆虫们正是在各种花色的吸引下,前来采花传粉的。昆虫与植物之间,似乎存在着某种默契在夜间开花的花颜色都很淡,大多呈白色,因为夜晚是蛾类活动的频繁时刻。许多昆虫视力较差,它们都把红色误作灰黑色,因此纯红色的花在温带地区较少。蜜蜂、丸花蜂、黄蜂偏爱粉红色、紫色和蓝色,蝇类和甲虫却喜欢暗黄色花朵。在非洲热带森林里,有一种木本植物,花朵小而颜色淡,没有任何气味,但有一种蝴蝶特别喜欢它,无论花儿多么不显眼,蝴蝶都能毫不费力地找到它并为它完成传粉大业。

有些花为什么会变颜色?

十几年前,生物学家在一项研究中,发现了欧洲有一种会变颜色的花。花在早晨呈乳白色,中午转为粉红色,傍晚变为深红色,第二天清晨则变为紫罗兰色。这样变来变去,直至花朵凋谢为止。

无独有偶,生物学家又发现了一种会变颜色的奇妙的花,它的花朵原来是红色的,但是随着传播花粉动物的变化,花朵会从红色变成白色。这种花叫红菖蒲。经过观察发现,在盛夏时,当传播花粉的蜂鸟一离开红菖蒲花,花朵就会从原来的红色变化成为白色,并有许多飞蛾在红菖蒲花丛中飞来飞去,为红菖蒲传播花粉。

红菖蒲的花朵为什么会变色呢?原来,红菖蒲花生长在美国西南部的山地,通常在七月中旬开花。当高地土的红菖蒲花大部分开,放着鲜红色的花朵时,其时正好是蜂鸟从高地向低地迁移的时候。而飞蛾喜欢白色的花朵,所以红菖蒲花要改变颜色,以招来新的花粉传播者。据统计,那时的红菖蒲花大约有40%变成了白花。它为了取得飞蛾的喜欢,采取主动的行动来适应环境。

许多花儿为什么会有芳香?

在大自然里,不少花儿都能散发出馥郁的芳香,香花给我们的生活带来了乐趣。

为什么许多花儿有芳香呢?原来,有些植物的花瓣里,有一种含芳香油的油细胞。当花儿怒放时,芳香油不断挥发,它的分子扩散到空气中,发出阵阵幽香。另外有一些花的花瓣内没有油细胞,不能制造芳香油,却含有一种特殊的物质——配糖体。配糖体本身并没有香味,可是当它被分解的时候,也能够散发出芳香来。不同的花分泌芳香油和分解配糖体的能力是不一样的,因而,有的花香味浓些,有的花香味淡些。

有趣的是,花香的浓淡还与花的颜色、气候和开花时间有密切的关系。一般来说,花的颜色越浅,香味越浓;颜色越深,香味越淡。在香花中以白、黄、红三色花为最多,尤其是白色花,可称“香花之最”。热带地区,阳光直射,花香大多浓烈;寒带地区,阳光斜射,花香大多淡雅。

大部分花朵在阳光强烈的时候,花的香味更馥郁,因为芳香油被太阳晒后,挥发得更快。但有些花,如夜来香、夜香玉等,却到了夜间或阴雨天,香气反而更浓郁。

这是因为这些花瓣上的气孔在空气湿度大的时候才张得大,挥发的芳香油才多。

野花极需反射紫光,以免遭受过多紫光之害,这样,高原上的紫花就特别多而占了优势。同时,紫光在阳光下显得十分光彩夺目,它比其他颜色更能引起蜜蜂、蝴蝶等昆虫的注目,更易招引它们来采花传粉,以延续后代。

另一个原因是高原寒季长,地温低,有机物较难腐烂,使大多数土壤偏碱性,这也影响花的颜色,所以深色、紫色花就多了。

鼻子为什么能闻到气味?

鼻子是人类的嗅觉器官。在人的鼻腔顶上,有10平方厘米左右的一块嗅区粘膜,内含大量的嗅腺。吸气时,空气中含气味的微粒到达嗅区粘膜,并溶解于嗅腺的分泌物中,此时就会刺激嗅毛的双极嗅细胞产生神经冲动,这些冲动经过嗅神经、嗅球传到大脑嗅觉中枢而产生嗅觉。据测定,人类嗅粘膜上约有1000万个嗅细胞,它们是嗅觉的感受器。每个细胞靠近鼻腔的一侧又有6~8根嗅毛和鼻腔伸长,因而可以捕捉到任何气息。

正常人鼻子能辨别4060种不同的气味。训练有素的鼻子,能辨别1万种气味。一般说来,女性的嗅觉比男性要灵敏。据记载,目前全世界的香水工业中有15个“特级鼻子”,100多个“一级鼻子”。有趣的是,其中95%是法国的男子,而且他们的祖先多是生活在法国内陆四季花开、香气袭人的格拉斯山城。当患慢性鼻炎引起的鼻甲肥大、鼻息肉、鼻肿瘤等疾病阻塞鼻道时,空气中带气味的微粒就到达不了嗅粘膜,嗅觉就会减退。腭裂、鼻中膈缺损、气管切开或全喉切除术后等,因吸入气流改道,嗅觉也大受影响。萎缩性鼻炎、中毒性嗅神经炎、有害气体损伤、颅底骨折、嗅沟脑膜瘤、脑脓肿、脑血管病等会影响嗅神经冲动的形成或传导,或影响大脑嗅觉中枢的功能而使嗅觉缺损。因此有嗅觉障碍应及时诊治。

人为什么能听到外界的声音?

人的听觉器官是耳,耳是声音分析器的末梢装置。耳可分为传音与感音两部分。声音传入内耳有两条路径:

一为空气传导,二为骨传导,而以前者为主。

空气传导:声波经耳廓收集后,由外耳道传至鼓膜,再由具有扩音作用的鼓室结构(中耳)传入内耳,产生音的感受和分析。

鼓室的扩音作用有赖于鼓膜与镫骨底板在面积上的差别所产生的增压作用,以及3根听小骨组成的听骨链的杠杆作用,使声波振幅缩小,而声强增加。鼓室总共的扩音作用折算成音强相当于25.5分贝左右。

在咽部和中耳之间还有一管状结构,医学上称为咽鼓管,它能调节鼓室的气压与大气压保持平衡,为鼓膜及听骨链的自由振动提供有利条件。

骨传导:声波作用于颅骨后,颅骨发生振动,使内耳淋巴液发生相应的振动而产生听觉。但大部分空气中的声波到达颅骨时即被反射,传入内耳者极微。

如果说外耳和中耳是声音的传导器官的话,那么内耳是声音的感音装置。声波使镫骨底板发生向内、向外往返运动,促使内耳淋巴液移动,继而引起基底膜的振动,使听觉细胞感受到刺激。人体的听觉细胞又称耳蜗毛细胞,它能将刺激沿神经纤维传入大脑中的听觉中枢,于是人便会感知到声音。

当传导和感音装置发生病变时,都会影响到听力,前者称传导性耳聋,后者称神经性或感音性耳聋。

人为什么要呼吸?

机体在新陈代谢过程中,不断地从环境中摄取氧并排出二氧化碳。呼吸由3个环节组成:(1)外呼吸。指外界环境与血液在肺部实现的气体交换。它包括肺通气(肺与外界环境的气体交换)和肺换气(肺泡和血液之间的气体交换)。(2)通过血液进行的气体运输。(3)内呼吸。指组织细胞与组织毛细血管血液之间的气体交换。

机体所需的能量主要来源于食物中的糖类、脂肪和蛋白质。糖类的分解在供氧充分时释放能量多,生成的有害物质少。脂肪需要通过氧化供能,蛋白质的氧化也离不开氧。人体主要代谢产物之一是二氧化碳。二氧化碳如果不能通过呼吸排出体外,就会使体内H +迅速增加,造成血pH 值下降,即发生酸中毒。酸中毒是相当危险的,可致人于死地。

呼吸的实质可以理解为气体的交换。一处交换的部位在肺泡与血液之间的呼吸膜,它由毛细血管内皮细胞及其基底膜、肺泡上皮细胞及其基底膜组成。另一处交换的部位在组织细胞与血液之间。肺换气与组织换气都通过扩散方式来实现。生命的维持依赖于肺循环毛细血管的血液不断从肺泡获得氧气,放出二氧化碳;而体循环毛细血管的血液则不断从组织获得二氧化碳,放出氧气。

拇指为什么只有两节?

一手五指,食指、中指、无名指、小指均为三节长,四只手指一起维持手功能的一半。拇指两节长,短小粗壮,独占手功能的另一半。拇指的这种结构完全是从猿到人进化的结果。

猿猴的四肢爬行,拇指及大足趾与其他四指(趾)分开,拇指短小不能对掌活动,主要靠三节长的其他手指(趾)进行攀援活动。猿猴下地行走后,上肢逐渐从爬行的功能中解放出来,从事拿工具劳动,下肢专门用于负重行走。进化到人类,拇指已变长且更加粗壮有力。还有一群发达的肌肉,使人类的拇指能与其他四指对掌活动。形态与功能是统一的。为了适应拇指的对掌活动,拇指部位的掌腕关节形成鞍状关节面,使拇指能够进行伸屈、收展及旋转等活动。拇指解剖上的这种结构,使拇指能够发挥最大的力学作用,以完成按、持、捏、夹、钳等动作。如果拇指仍保持三节长,活动就不能兼备灵活与稳健两个优点。至于拇指三节长的人,偶尔可见到,这正如长尾巴的人一样,属于返祖现象,是一种先天性的畸形。

人类在进化过程中,在拇指粗壮的同时,大足趾亦适应了负重与步行,向其他足趾靠拢。因此,失去双臂的人,依靠原有的解剖结构基础,也可训练出用足拧毛巾、洗脸、写字、打扑克、持剪刀剪趾甲及穿针线、缝衣服等功能。

为什么大多数人习惯用右手?

你若留意的话,可以发现大约有90%以上的人习惯使用右手。这是为什么呢?

人的大脑分左右两半球,左半球控制人的右侧,右半球控制人的左侧。从解剖结构的表现看,左右半球是不均衡的,最明显的是颞平面,65%的人左颞平面较大,11%的人右颞平面较大,24%的人两侧等大。在某些高级功能上,右利的人,语言功能更多地依赖左侧大脑半球,称优势半球,具有从事文字符号分析方面的优势。

而另一半球似乎是非优势的,具有从事空间关系方面的优势,如识别人的面貌、识别物体、识别音乐主旋律等。有70%的人,左脑占优势,按左脑支配右侧,故习惯使用右手的就成了大多数。使用右手多还有传统习惯的因素,如写字、拿工具用右手是标准的方法,用左手就得纠正等。