双子叶植物和单子叶植物
在所有的被子植物中,又可分为两大类,即双子叶植物和单子叶植物。它们的根本区别是在种子的胚中发育二片子叶还是发育一片子叶,二片的称为双子叶植物,一片的称为单子叶植物。前者如苹果、大豆;后者如水稻、玉米。这两类植物比较容易区分,因为它们之间在形态上有一些明显的不同。双子叶植物的根系,基本上是直系,主根发达;不少是木本植物,茎干能不断加粗;叶脉为网状脉;花中萼片、花瓣的数目都是5片或4片,如果花瓣是结合的,则有5个或4个裂片。单子叶植物的根系基本上是须根系,主根不发达;主要是草本植物,木本植物很少,茎干通常不能逐年增粗;叶脉为平行脉,花中的萼片、花瓣的数目通常是3片,或者是3片的倍数。利用上述几方面的差异,可以比较容易地区分单子叶植物和双子叶植物。
在整个被子植物中,双子叶植物的种类占总数的4/5,双子叶植物除了几乎所有的乔木以外,还有许多果类、瓜类、纤维类、油类植物,以及许多蔬菜;而单子叶植物中则有大量的粮食植物,如水稻、玉米、大麦、小麦、高粱等。
陆生植物和水生植物
陆生植物和水生植物是由于植物长期适应二种不同生长环境而逐步形成的。前者适应于陆地生长,包括生长在平原、山地、农田、山谷、沙漠等生态环境中的植物;后者适应在水体中生长,包括生长在池塘、湖泊、河流、水渠小溪等水中的植物。
对于大多数人而言,对生长在陆地上的陆生植物比较熟悉,通常是用“常绿”、“落叶”、“木本”、“草本”、“单叶”、“复叶”……性状来识别它们的。而对生长在水体环境中的水生植物,则不太熟悉。
那么,水生植物怎样识别呢?通常我们是根据该植物生长在水中不同的部位,如水面、水底、水层中等特性把水生植物分成若干类型来识别它们。一般可分为四种类型:
漂浮植物
植物体漂浮于水面上生活,或者植株的叶面漂浮在水面,其余部分,如根和茎则沉于水面下。这种类型的植物,其整个生长期植株可随水流漂移,没有固定的地点,如遇大风时,可被吹向一侧,甚至堆积在一起。如浮萍、风眼莲。
浮叶植物
植物体的叶片也基本上漂浮在水面上,但植株的其他部分,如根或茎则着生在水底的泥土中。这类植物通常有柔弱而节间细长的茎,通过这细长的茎,一头把根扎在水底泥土中,另一头把叶片伸展在水面上,如荇菜、菱。也有把根和根状茎都生长在水下泥中,在根状茎上长出细长的叶柄,由叶柄把叶片伸展在水面上,如田字萍。
荷花沉水植物
植物体全部都沉在水面下生活,在水面上看不到植株。只有透过水面,在透明度较好的水域中,可以看到有的植物悬浮地生长在水层中。这类植物,只有在开花时,才把花柄伸出水面,在水面上开放、传粉。它们的根系有二种生长方式,一种是扎根在水底泥土中,如苦草;另一种是在刚生长时,把根扎在水底泥土中,而植株长大后,由于受到外力的冲击,在茎上折断而独立生活,这时这些植物可以没有根,或者在茎上生出一些细长的不定根,如黑藻、金鱼藻等。
挺水植物
植物体下部沉没于水中,根深深扎在水下泥里,而植株上部则穿出水面,挺立在空气中。如菖蒲,它的根茎都生在水下泥中,细长的叶片则穿过水面,如莲,它的地下茎粗壮,生在水下泥中,在地下茎上长出长长的叶柄,把圆形的叶片支撑在水面上空气中。而芦苇则茎叶都可以挺立在空气中,部分茎则长在水下,根和根状茎则长在水下泥中。挺水植物的慈菇最有趣,在水淹的环境中,最初生长出狭长带形的沉水叶,而后长出有长叶柄的卵形浮水叶,最后才生出长叶柄挺出水面的戟形挺水叶,在一个植物体上兼有沉水、浮水、挺水三种叶。但当环境干燥缺水时,它可以直接长出戟形的挺水叶。
但在识别它们时,也要注意有少数种类的植物有时会有所变化。如浮叶植物中的菱,在生长过程中,它那细长的茎常会折断,这时它与长在水下泥中的根就会失去联系,变成漂浮植物。还有一点也应引起注意,某些陆生植物也可以在水生环境中生长,它不仅能正常生活,还能开花结果,如陆生植物空心苋,也能长时期生活在水中,形成水生的漂浮植物;相反某些水生植物,也能生活在干燥缺水的陆地,如芦苇在陆地,或潮湿的地方都能正常地生活。
植物的精彩交流
当面临饥饿的食草虫的进攻时,植物不只是被动地等待。许多受伤害的植物都会发出一种化学求救信号。一个研究小组的科学家们用事实证明,当植物受到侵害时,它会向邻居们发出一种化学信号,相邻的植物一接到“蝗虫入侵”信号就会立即启动它们的防御系统。
在一些情况下,这种求救信号会吸引对受伤植物有帮助的昆虫。比如说,当一种毛毛虫在吃一种植物时,这种植物就会发出一种可吸引黄蜂的求救信号,让黄蜂来杀死毛毛虫。
为了研究植物是如何相互交流的,美国加州大学的昆虫学家RichardKarban和他的同事们研究了在犹他州和亚利桑那州一排排间隔生长的野生烟草和鼠尾草。为了模仿被昆虫侵害的情形,研究人员们剪掉了部分鼠尾草的叶子。这时,鼠尾草发出了一种被称为iasmonate甲基的挥发性物质。当研究人员检查顺风方向的烟草叶时,发现烟草立即建立了它们的防卫。几分钟内,烟草体内的一种名为ppo的酶增加了4倍,这种酶可使烟草的叶子产生让食草虫难以咽下的味道。与那种靠近没有受伤害的鼠尾草相比,与受伤害的鼠草相邻的烟草叶遭受食草虫和毛毛虫侵害的程度要少60%。
荷兰Wageningen大学的生态学家Marcel Dicke说,这是植物间交流的“最精彩的例子”。但他同时也提醒说,鼠尾草不会为了不相干邻居的利益而发出iasmonate甲基。他猜测,这一信号可能的目标是吸引能吃掉食草虫的食肉虫。
植物的七情六欲
美洲印第安人中有一种古老仪式,每当玉米要结出棒子的时候,年长的印第安妇女,老人就到玉米地里跟“玉米妈妈”交流,用商量的口吻与一株株玉米谈话,以期达成友好共识:“啊!让你的孩子——玉米种子们养活我的孩子吧!我也要让我的孩子养活你的孩子,并且要让我的孩子世世代代都种玉米。”
这些传统文化中流传的东西,体现了人与植物的交流。原始人对自然的畏惧,很可能是出于他们对自然的了解。
冰雪聪明
1966年2月的一天,美国中央情报局的测谎专家克里夫·巴克斯特一时心血来潮,把测谎仪接到一株牛舌兰的叶片上,并向它根部浇水。当水从根部徐徐上升时,他惊奇地发现:在电流计图纸上,自动记录笔不是向上,而是向下记下一大堆锯齿形的图形,这种曲线图形与人在高兴时感情激动的曲线图形很相似!当他准备进行一次威胁行动并在心中想象叶子燃烧的情景时,更奇妙的事情发生了:还没动手,图纸上的示踪图就发生了变化,在表格上不停地向上扫描;随后当他取来火柴,刚刚划着的一瞬间,记录仪上再次出现了明显的变化;燃烧的火柴还没有接触到植物,记录仪的指针已剧烈地摆动,甚至记录曲线都超出了记录纸的边缘,出现了极强烈的恐惧表现;而当他假装要烧植物的叶子时,图纸上却没有这种反应。植物竟然还具有辨别人类真假意图的能力。假装的动作骗得了人却骗不了植物。
巴克斯特和他的同事们在全国各地的其他机构用其他植物和其他测谎仪做了类似的观察研究,得到的是相同的观察结果。
并不孤僻
巴克斯特曾经设计过这样一个试验:他在3间房子里各放一株植物,他用一种新设计的仪器,当着植物的面把活蹦乱跳的海虾投入沸水中,并用精确到0.1秒的记录仪记下结果。并让植物与仪器的电极相连,然后锁上门,不允许任何人进入。第二天,他去看试验结果,发现每当海虾被投入沸水的六七秒钟后,植物的活动曲线便急剧上升。根据这些,巴克斯特指出,海虾死亡引起了植物的剧烈反应,这并不是一种偶然现象。几乎可以肯定,植物之间能够有交流,而且,植物和其他生物之间也能发生交流。
在美国耶鲁大学,巴克斯特曾当众将一只蜘蛛与植物置于同一屋内,当触动蜘蛛使其爬动时,仪器记录纸上便出现了奇迹——早在蜘蛛开始爬行前,植物便产生了反应。显然,这表明了植物具有感知蜘蛛行动意图的超感能力。
记忆超强
为研究植物的记忆能力,巴克斯特设计了一个实验:将两棵植物并排置于同一屋内,让一名学生当着一株植物的面将另一株植物毁掉,然后他让这名学生混在几个学生中间,都穿一样的服装,并戴上面具,一个一个向活着的那株植物走去,最后当“毁坏者”走过去时,植物在仪器记录纸上立刻留下极为强烈的信号指示,表露出对“毁坏者”的恐惧。类似验证植物具有记忆力的实验还有很多,例如,有人曾把测谎仪接在一盆仙人掌上,一个人把仙人掌连根拔起,扔在地上,然后再把仙人掌栽到盆里,让那个人走近仙人掌。测谎仪上的指针马上抖动起来,同样显示出仙人掌对这个人很害怕。
巴克斯特还发现,当植物在面临极大危险时,会采取一种类似人类昏迷的自我保护方法。一天,一位加拿大心理学家去看巴克斯特的植物试验,第一棵植物没反应,第二棵,第三棵……第五棵都没有反应,直到第六棵才有反应。巴克斯特问心理学家,你在工作中伤害过植物吗?
他说:我有时把植物烘干称出它的质量做分析。看来植物遇到这位令他们感到恐惧的心理学家,会让自己晕倒,来回避死亡的痛苦。在这位老兄走了45分钟以后,这些植物又开始在巴克斯特的测谎仪上恢复了知觉。
善辨真伪
经过研究,专家们还发现,植物具有非凡的辨别能力,能够窥测人细微的心理活动,从而判断人是否在说谎。纽约奥林奇堡的罗克兰州立医院实验室主任、职业心理学家阿里斯蒂德·埃瑟和他的合作者纽瓦工学院的化学师道拉斯·迪安一起做了一次实验。两位科学家将电极连在海芋属植物上,然后问受试者一系列的问题,并告诉他,回答有些问题时可以不必说真话,但是植物却在电流计的图表上毫不困难地表明受试者的回答哪一些是谎话。
巴克斯特也对一位记者做过同样的实验,他要求这位记者在植物面前不管事实如何只做否定回答。巴克斯特开始询问记者的生日,一连报出7个月份,其中一个与记者生日相符,尽管记者均予以否定,但当那个正确的日期说出口时,植物立刻做出明显的信号反应。纽约若克兰德州立医院的医学研究部主任阿里斯泰德·依塞博士重复过这个实验:让一名男子对一些问题给出错误的回答,结果他从小养大的那棵植物一点没有包庇他,把错误回答都反应在了记录纸上。
人类朋友
美国新泽西州西帕特森的“电子专家”皮尔·保罗·索文进一步对植物思维传感进行了实验。他制造了一辆电动玩具火车,并通过植物来传导他的思想感情控制开关,使火车改变行驶方向。即使在电视摄影室的弧灯下,他也能随心所欲地使火车启动和停止。接着,索文又发明了一套电子装置,这套装置使索文能与他的植物进行遥控联系。他可以呼叫自己的号码,直接同植物说话;他甚至可以通过声控要植物控制他住房中的光、色、温度以及录音设备。
沃格尔还成功地做过“与植物进行情感交流”、“实验者意识化入植物体内”、“人与植物进行的远距离沟通”等试验,都取得了很大成果。沃格尔指出,用人的标准来衡量植物是瞎子、聋子、哑巴。而人是可以而且也做到了与植物的生命沟通感情。植物是活生生的物体,有意识,并占据空间。
植物的情感
在加利福尼亚州圣罗莎,著名苗圃经营者卢萨·巴班克经过漫长岁月培育出无刺的仙人掌新品种。据巴班克说,干活时他常与植物打招呼:“不要害怕啊!保护身体上的刺是没有必要的,因为有我守护着”等,久而久之他培育出了无刺的仙人掌。对此,巴班克深有体会地说:“不管对植物做什么样的实验,一定不要对它保密。特别是要发自内心地给它们以帮助,对它们的纤弱生命奉献爱心和敬意。植物有20种以上的感觉,并且因为与动物的感觉完全不同,所以我们要理解是困难的。草木是否能够理解语言不清楚,但似乎对语言能作出某些反应。”
测定植物的反应
巴班克在加州完成新品种的同时,在加尔各答总统大学从事植物感情研究的物理教授博斯也注意到,金属与肌肉对压力的反应极为相似。由此推想植物肯定也是做这种类似研究的理想对象。
植物是有生命的组织,虽然没有通常的神经系统,但是在许多方面植物具有与动物一样的功能。例如植物借助循环系统可顺利地呼吸;没有消化器官但有代谢产物;没有肌肉,但能做运动,尽管这种运动极缓慢。所以,动植物尽管生存方式不同,却进行着同样功能的生命活动。博斯还认为,植物虽不具有神经系统,但是对外界刺激同样也有反应。
因此,他设计了一套装置,能够把植物组织微小“动作”放大几千倍。通过这个装置,他查明七叶树的叶子、胡萝卜、芜菁等,能以金属、动物肌肉同样的形式对压力作出反应。他还发现,植物与动物一样也能被麻醉。例如向植物喷氯仿,它会“失去意识”;给它供应新鲜空气后,它又苏醒了过来。
5年后,博斯把以往的实验结果汇总出版了两卷题为《植物的感应》的书。其中他查明爬虫类或两栖类动物的皮肤与植物的果实或蔬菜表皮对外界的刺激反应非常相似;植物与动物的肌肉一样,对连续的刺激也会显示“疲劳”;另外,植物的叶子与动物的眼睛对光的反应非常相似。
这种探索虽然是很自然的,但实验结果遭到当时一些人的嘲笑。尽管如此,博斯仍继续研究,进一步改进了装置,已能够将植物组织的生长放大1000万倍。他在接受《科学美国》杂志的采访时说:“如果利用这个装置,不超过15分钟就能证明植物对肥料、电流等各种刺激的反应。”
20世纪70年代,当时苏联的《真理报》也报道了有关同样的实验。据莫斯科的季米里耶塞夫科学院的植物生理学主任格纳尔说,“犹如与植物们谈话似的,看上去植物好像是倾听这个善良的白发老人在说话。”
该科学院用胶卷摄下了植物对环境因素包括苍蝇或蜜蜂的接触及伤害等是如何反应的,并用类似测谎器的记录装置记下了植物的反应。另外也发现,浸过氯仿的植物,即使加大对它的刺激,它也不显示反应。