书城科普读物科学伴你行——植物奇观
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第3章 罕见的植物种类(3)

红树在适应海滩生活方面,除了具有胎生本领之外,还能长出许多支柱根和呼吸根。它的一条条支柱根,从树枝上生出,直插海滩淤泥中,全力支撑着浓密的树冠,成为抵御风浪的稳固支架。一条条呼吸根,像手指一样,由土中伸出地面,吸收空气中的氧气和水汽,为根系供应氧气和水分。红树就是依靠着这些特殊的本领,在海滩上顽强地生活着。

红树和红树林,具有很大的经济价值。它的根和树皮,可以提取单宁。它们聚成丛林,可以护堤、防风、防浪,保护沿海农田不受海浪或大风的袭击,形成一道道坚不可摧的铜墙铁壁。而且它们那些纵横交错的支柱根,挡住了陆上冲来的泥土,加速了海滩淤泥的沉积,使海岸不断向大海延伸,所以红树林还是有名的造陆先锋呢!

在种子植物中,不只红树有胎生本领,红树林中的秋茄树、红茄冬和木榄等树木,以及不属于红树林的佛手瓜和胎生早熟禾,也都有胎生本领。

身份不明的植物

花、草、树木属于植物,虫、鱼、鸟、兽属于动物,植物、动物各成一界,彼此泾渭分明,互不混淆,这似乎是一个人人都知道的常识。然而世界上却有一种名叫眼虫藻的生物。植物学家将它定为植物,归属植物界的裸藻植物门;动物学家又把它定为动物,归属动物界的原生动物门。眼虫藻为什么既是植物又是动物呢?是不是动物学家和植物学家中,有一方判断错误呢?要弄清这个问题,就需要先了解眼虫藻的身体结构和营养方式。

眼虫藻生活在淡水中,池塘、水沟和流速缓慢的溪水里,都有它的分布。

在温暖季节,常常大量繁殖,使水变成绿色。眼虫藻身体微小,体长仅有60微米(1微米等于千分之一毫米),人们只能凭借显微镜才能看到它的真面目。

在显微镜下,可以看到眼虫藻的身体由1个细胞组成,形状像个织布的梭子,前端钝,后端尖。它的体表没有细胞包被,而由细胞的质膜直接与外界接触。身体前端有一个胞口,从胞口中伸出一条鞭毛,鞭毛是一种运动胞器,眼虫藻主要依靠鞭毛的摆动在水中自由运动。胞口下方连接胞咽,胞咽末端膨大成储蓄胞,储蓄胞周围有伸缩泡,储蓄胞和伸缩泡能收集和排出细胞中多余水分和代谢废物。在细胞质中分散着大量卵圆形的叶绿体(质体的一种),叶绿体是眼虫藻进行光合作用制造有机养料的场所。在靠近胞咽处还生有一个红色眼点,眼点是一种感觉胞器,眼虫藻用它感受光线的刺激,趋向适宜的光线,以利于光合作用的进行。在眼虫藻细胞中没有液泡。

眼虫藻这种身体结构,既有动物特征,又有植物特征。我们知道,动植物细胞在结构方面,重要区别有3点,这就是植物细胞有细胞壁、液泡和质体(质体包含叶绿体、白色体和染色体),而动物细胞则没有这3种结构。

眼虫藻的细胞中有质体,但没有细胞壁和液泡。在身体的其他结构方面,眼虫藻有储蓄胞和伸缩泡,而这两种结构只在原生动物细胞中存在,植物细胞中从没发现过。

不仅眼虫藻的身体结构具有两重性,它的营养方式也同样具有动植物两方面的特征。一方面,它依靠自己体内的叶绿体,吸收光能,进行光合作用,制造有机养料。另一方面,它又依靠自己身体的渗透作用,直接从水中吸收现成的有机物质,而且它还用胞口和胞咽,吞吃周围环境中的颗粒状有机物。

不言而喻,前一种营养方式是植物的营养方式,而后一种则属于动物的营养方式了。

眼虫藻的这些两重性的特点,在历史上曾引起了植物学家和动物学家的争论,植物学家们根据眼虫藻具有叶绿体,能进行光合作用,而且叶绿体的色素成分和绿藻相同,都由叶绿素a、叶绿素b、β—胡萝卜素和叶黄素组成,因而坚持认为它是植物,不同意它是动物,并根据它没有细胞壁,原生质裸露的特点,将它命名为祼藻。动物学家则根据眼虫藻没有细胞壁和液泡,具有胞口、胞咽、储蓄胞、伸缩泡等结构,具有动物性营养方式,因而坚持认为它是动物,否认它是植物,并根据具有眼点的特点,命名为眼虫。真是公说公有理,婆说婆有据,使眼虫藻成了脚踩两只船的生物,出现了动物学和植物学都讲它的奇怪现象。

到底应怎样看待眼虫藻这一系列的双重特征呢?正确的作法是应该用达尔文的进化论观点来看待和分析这个问题。

达尔文的进化论认为,现今地球上200万种动、植物,都是由一种或几种原始生物,经过长期演化逐渐形成的,各种动、植物当中,有相当多的种类、形态和结构上存在着“狮身人面”现象。因此,在植物界和动物界之间,一定存在着既像植物又像动物的一类生物,眼虫藻正是这类跨界生物,它的存在证明了动、植物之间的统一性和亲缘关系。

由上述内容可知,眼虫藻身跨两界,看上去奇怪,实质上却很正常。植物学家将它定为植物,动物学家又将它定为动物,都没有错。如果有错误,那就是不应该指责对方的命名和归类。世间的事物是错综复杂的,我们看问题,不能用“一刀切”的办法,对待生物学方面的问题,更应如此。

宇宙未来植物

随着宇航技术的飞速发展,人类进行星际旅行的时代很快就会到来。可是,要进行遥远的太空旅行,就必须由宇宙飞船自己制造食物和氧气。这就需要在飞船中栽种植物。能在飞船中栽种的植物必须身体小而轻,繁殖迅速,既能提供食物,又能提供氧气。科学工作者经过研究,发现小球藻是充当这个角色最理想的植物。

小球藻是一种单细胞的藻类植物,浑身发绿,属于藻类中的绿藻。它生在水中,分布极为广泛。从热带到温带,凡是有水的地方,都可以找到它。

有时,在郊外的池塘中或者在庭院的水缸里,可以看到一汪绿水,绿水中除了少数其他绿藻外,多数是小球藻。但是我们不能用肉眼看到它们。因为小球藻的身体直径只有3~5微米,用显微镜放大到600多倍,才有一个小米粒那么大。在显微镜下面,人们观察到小球藻的身体只有1个细胞,也就是1个细胞组成1个小球藻,结构极为简单。它的细胞圆圆的,像个小圆球,在细胞中,有1个很大的叶绿体,所以它能进行光合作用。

小球藻通过自身的光合作用,能制造大量的营养物质,营养价值极高。

人们经过分析,在小球藻的干粉中,含有40%~50%的蛋白质、10%~30%的脂肪,还含有糖类、矿物质和11种维生素。小球藻的蛋白质中,有40%左右的氨基酸是人体需要、而人体本身又不能合成的。它含有的脂肪是大量的不饱和脂肪酸,在常温下呈液体状态。它含有的糖类中,有葡萄糖和果糖,很适合作人类的食品;因此,它获得了“植物肉”的美称。营养价值大大超过鸡蛋、牛肉和大豆等高蛋白食物,这种食物对宇航员来说,是再好不过的了。

小球藻的光合作用十分强烈,它的光合效率超过陆生植物的10倍。我们知道,植物在光合作用中吸收二氧化碳、放出氧气。有人计算过,1克小球藻在1天当中,可以放出1~1.5克氧气。这样,小球藻在光合作用中放出的大量氧气,就能充分供应宇航员呼吸的需要,而宇航员呼出的二氧化碳,又能很快的被它的光合作用所利用。所以小球藻不仅是宇航员的理想食物,还是飞船中的“空气净化器”,而且这种活的“空气净化器”可以循环使用。

小球藻的繁殖能力也是非常强的。人们发现,它主要是靠分身法产生孢子来繁殖后代。一个小球藻,可以一分为二,然后是两个变四个,四个变八个,如果环境优越,1个小球藻的细胞内,可分出8~16个孢子。这些小小的孢子,长得很像它们的“母亲”。以后,孢子们慢慢长大,挣破母亲的肚皮,一个个散放出来,开始过独立生活,这时,身体长得和“母亲”模样相同、大小一样了。于是一个小球藻,经过分身法,就变成了8~16个小球藻。

在环境条件适宜时,小球藻在一昼夜之间,可以产生两三代,数量能增加好几十倍。小球藻不但繁殖快,生长也很迅速,最快时,一天当中,体重能增长100倍。有人做过实验,培养小球藻的水田,每亩年产量可以达到3吨,等于同面积的大米收获量的10倍,产量是多大啊!

小球藻属于低等植物,身体渺小,构造简单,但却能充当宇宙航行中的理想食品和“空气净化器”,这说明小球藻是具有重大的潜在开发价值的。

无叶植物

通常,树木都有叶子。绿叶中的叶绿素,在阳光作用下,不断制造养料,输送到根茎部,使树木长得欣欣向荣。

大自然真有趣,世界上竟有无叶的绿色树。

台湾相思树是南方常见的行道树,它满树青绿,看上去长着许多绿叶。

其实,它的叶子已经完全退化,剩下的只是叶柄,呈披针形,内含叶绿素,好像叶子一样。它的叶柄也能进行光合作用。

这种叶柄,毕竟还起到叶的作用,因此说它无叶,还不很确切。

木麻黄、梭梭和光棍树,可以说是典型的无叶的绿色树木了。

木麻黄是一种常绿的被子植物,乔木,高可达20米。小枝细软,灰绿色,小枝上有很多节,每节都有6~8枚退化的鳞片状叶。初夏开花,花单性,雌雄同株或异株。木麻黄原产澳大利亚和太平洋的岛屿上,印尼爪哇岛上至今还有许多天然的木麻黄林。现在,热带和亚热带地区普遍栽种。我国福建、台湾、广东等地常用作行道树、观赏树及防风林树种。既美化了环境,又有效地控制了海风的侵袭。

木麻黄外貌有点像松树,又叫它“驳骨松”。其实,它和松树完全不同。

松树的枝条上簇生着许多长长的针叶,而木麻黄的枝条上有许多节,节上轮生着细小的鳞片退化叶,而灰绿色的枝条代替叶子进行光合作用。

梭梭是一种耐旱的多年生木本植物,属藜科。产于我国新疆和青海西部盐海及沙漠地区。它可长成1~9米高的落叶灌木或小乔木,枝干绿色粗壮,叶子退化成极小的鳞片状物。它当年生的枝呈绿色,对生,可代替叶子进行光合作用。每当夏季干旱时,它的嫩枝可以脱落,以节约体内水分的消耗。

这种现象是其他树木所罕见的。在炎热干旱的夏季,梭梭开花后,进入休眠状态,直到深秋,种子才长大成熟。落地的种子只要遇到合适的湿度,竟能在短短几小时之内就发芽生长,并且一经长成,便有很强的抗沙能力。梭梭的这种生活习性,使它能在荒漠中“艰苦奋斗”,长期生存繁衍下去。

非洲干旱地区有种奇树,高3~7米,外形看上去满树都是光溜溜的圆柱状绿色枝条,不长叶子。偶然长了一些叶子也是在枝端,仅仅是几枚,而且很小,所以人们叫它光棍树。光棍树又叫光枝树或绿玉树,是大戟科植物。

这种树,我国也有引种。广州作为庭院观赏植物,北京、上海等地在温室盆栽,供观赏。

木麻黄、梭梭和光棍树等,生活在缺雨的干旱地区。它们与仙人掌等多浆液植物相反,不善于贮存水分,因此植物体内含水量少,显得又干又硬。

为了适应这种严酷的环境,它们尽量缩小叶片的表面积,以减少蒸腾,所以叶子退化了,或者干脆消失了,变成光溜溜的枝条。这是少浆液的旱生植物在长期自然选择中的结果。