小奶树慢慢长大,已经到了要独立生活的时候。这时,老奶树便拼命分泌奶汁,使奶苞慢慢胀大,将乳汁滴在地上,养肥了土壤。与此同时,长出小奶树的部位,其上方的老奶树的叶子忽然全部枯萎,露出头顶一方天空来。小奶树幼嫩的黄叶见光以后,马上变成绿色,独立地进行光合作用。
能泌盐的大米草
从我国辽宁省西部锦西一直至广东省电白的沿海滩,不少地方都长着茂密的大米草,好像一条绿色的绸带。
大米草属禾本科多年生草本,丛生,是一种喜水耐盐的植物。它的秆直立,根状茎粗,能迅速蔓延,叶片线状,再生能力强。大米草原产于英国沿海地区,我国引种后生长良好,经过天然杂交,比欧洲海岸的大米草和美洲互生大米草的植株高大。
海滩地带土壤中,含有大量的盐分,其他的植物都不能生长,只有大米草还可以生长。为了避免盐分过多的伤害,大米草的体内不累积盐分,而是通过叶子背面的盐腺分泌盐,把体内多余的盐分排出体外。含氯化钠的液体分泌到叶子的表面,待水分蒸发掉后,分泌液中含的氯化钠慢慢地变成盐类的结晶,遗留在叶的表面。
这些遗留在叶子表面的盐分,经风一吹,雨一洗,就纷纷掉下来了;或者到了秋天叶子黄时,随着脱落的叶子而脱离植株体。人们把这种能分泌盐的植物,称为泌盐植物。
具有分泌盐这种特殊功能的植物,不仅仅只有大米草一种,像生长在我国甘肃、新疆等地的瓣鳞花,生长在海滨的马牙头,红树林中的白骨壤,以及怪柳、胡杨等,都属于泌盐植物。
能泌精制食盐的树
在黑龙江省与吉林省交界处,有一种六七米高的树,每到夏季,树干就像热得出了汗。汗水蒸发后,留下的就是一层白似雪花的盐。人们发现了这个秘密后,就用小刀把盐轻轻地刮下来,回家炒菜用。
据说,它的质量可以跟精制食盐一比高低。于是,人们给了它一个恰如其分的称号,叫木盐树。
能喷火的树
1988年4月16日中午,上海武康路上一棵大槐树突然从粗大的树干上冒出耀眼的火星,从树洞里冒出熊熊的火焰。
当这棵枝叶翠绿的大槐树燃烧的时候,有人急忙向消防部门报了警。几分钟之后,消防车就赶到了现场,消防队员们用灭火器扑灭了乱窜的火苗。人们以为这下就没事儿了,谁知道过了一会儿,腾腾的火苗又从树洞里冒了出来,消防队员又用高压水枪猛射了一阵,才算熄灭了火舌。
这棵树为什么会喷火呢?人们议论纷纷。据消防队的警官推测,可能是地下煤气管道泄露,蓄积在树洞里,散发不出来,有人扔了烟头,点燃了煤气。但经过煤气公司工作人员的现场探漏检查,并没有发现管道有漏气的现象,这个推测被否定了。好端端的槐树为什么会喷火自燃呢?这真是个难解之谜。
会灭火的树
在非洲的安哥拉,生长着一种奇异的灭火树。当地人管它叫梓柯树,这种树四季常绿,有20多米高。当旅行者坐在梓柯树下点火抽烟,或者燃起一堆篝火的时候,就会看到一种难忘的奇观:从梓柯树绿色的枝叶里,喷洒出大量的液汁,把火灭掉。
原来,这种树的枝叶浓密,树枝杈之间长着一个个馒头大的节苞。这些节苞上密布网眼般的小孔,苞里满是透明的液汁,如果节苞遇到火光照耀,液汁就会从网眼小孔里喷洒出去。由于它的液汁中含有灭火物质四氯化碳,火焰碰上它,就很快熄灭了。所以,旅行者就叫它“灭火树”。
降雨树
人们都知道,降雨是一种自然现象,没有降雨云是不会下雨的。即使是人工降雨,也需要降雨云,也是对大自然的模仿。
可是在1985年夏天,很多人却发现了一种奇特的降雨现象:浙江省云和县云丰村小学门口的一棵百年黄檀树,竟然会在烈日之下自动降起雨来。这一年夏天,云和地区天气干旱,很少下雨。可从7月初开始,这棵树就开始自动降雨了,每到中午时,树上就会落下绿豆大小的雨点,只要3至5分钟就能把人的全身淋湿了。
更奇怪的是天气越晴朗,阳光越强烈,雨就下得越大。如果天气变阴、变凉,它就马上不下雨了。这些雨是从什么地方来的呢?根据观察,它来自这棵树的树枝和绿叶。但人们又产生了新的疑问:为什么它以前不下雨?为什么别的黄檀树不下雨呢?
蝴蝶树
在云南省宾川县米汤乡小鸡山前有一棵大松树,每年的端午节前夕,就有成千上万只蝴蝶从四面八方飞来,聚集在这棵树上。不到两天,成团成串的彩色蝴蝶就挂满枝头,随风微微颤动,把树枝坠弯成半月形。
这时候,在满山青松绿叶的衬托下,这棵“蝴蝶树”就像盛开在万绿丛中的一朵鲜艳的花,特别好看。如果有人摇一下树干,树上的蝴蝶就会铺天盖地飞舞起来,如同漫天花雨,五彩缤纷,绚丽无比。但飞起的蝴蝶并不离去,很快又重新飞落到树上,好像对这棵树有难分难舍之情,它们要在这里聚集几天之后,才逐渐离去。
有趣的是每到秋天,在美国太平洋沿岸的蒙特利森林也会出现这样一幅奇妙的景象:成千上万只色彩艳丽的蝴蝶从北方飞来,落在森林的一棵棵松树上,使墨绿色的松林,一下子变成了五光十色的“蝴蝶世界”。直至第二年春天,成群的蝴蝶才悄然离去。这种现象人们一直无法解释。
可做魔床的树
在南美洲亚马逊河流域的原始森林里,生长着一种神奇的小灌木,用它做的床具有非凡的魔力。人们在野外露宿的时候,睡在这种魔床上,就能很快入睡,而且不会有蚊虫叮咬或野兽袭击。如果在白天,人们即使很疲倦,躺在这种床上也不会睡着。要是把又哭又闹的小孩放在床上,他会立刻停止哭闹。
据植物学家研究,这种小灌木在夜间会散发出一种气味,既对人有催眠作用,又能驱赶蚊虫和一些野兽。到了白天,它又会散发出一种清香提神的气味,使人感到神清气爽,毫无睡意,孩子能被这种清香吸引,不哭也不闹。
会走的树和跪拜树
美国有一种会走的树,当地人管它叫苏醒树。这种神奇的树很会保护自己,可以自己选择生活的地方。在水分充足的地方,它会安心生长,而且非常茂盛。一旦到了干旱缺水的时候,它就把根从地下抽出来,卷成一个圆球,随风远走他乡了。只要被风吹到有水的地方,苏醒树就会停下来,把根舒展开再插进土里,开始了新生活。
在非洲突尼斯的桑尔本坦底植物园里有两棵奇怪的小树。它们很细、很矮,枝头上长着条状的小叶,树干上有很多疙瘩。如果有人触摸它,树干就会受刺激,马上弯下“腰”来,好像在给人行跪拜礼。因此,当地人管它叫跪拜树。这两棵树长在植物园进口的地方,来这里游玩的人,都喜欢摸摸它们。
能反击干旱的植物
水对植物的重要性
水是植物体内最多的物质,也是最重要的、无法替代的物质。水分占植物体鲜重的60%至90%,既可作为各种物质的溶剂充满在细胞中,也可以与其他分子结合,维持细胞壁、细胞膜等的正常结构和性质,使植物器官保持直立状态。植物细胞内的物质运输、生物膜装配、新陈代谢等过程都离不开水。
如果没有水,植物将无法顺利地散发热量,保护自己不受炎夏烈日的灼伤。如果没有水,植物也无法吸收土壤中的矿物质和有机营养。水不但是植物体自身生长和发育必需的物质条件,也是植物体与周围环境相互联系的重要纽带。
当植物遇到干旱时
当一棵正在旺盛生长的植物所能吸收的水分不能满足自身需求时,最初,叶片只是一点一点地萎蔫。如果不能得到及时的水分补给,植物就会逐渐放慢甚至停止生长发育,叶片乃至整个植株逐渐干枯,变黄脱落,轻则生物量下降,重则植物死亡。导致植物干旱的原因很多,一种是由于土壤水分不足,致使土壤盐分浓度增高和有毒物质增多,使植物根系不能吸收水分而萎蔫。那么,植物在干旱来临时就只能被动忍耐、束手无策了吗?
对大多数陆生植物来说,抵御干旱的能力有限,尤其是生长在水分较丰富地区的那些很少遇到干旱的湿生植物和中生植物,这些植物所具有的一些基本手段,可以抵御持续时间短的、程度较轻的干旱胁迫。
如果干旱胁迫延长,植物就会加强根系的生长,主根向下伸长进入更深的地底寻找水源,侧根和根毛增多,使植物吸收水分的面积增大,促进水分的吸收。同时减缓地上部的生长,以减少水分和能量消耗,并转向生殖生长,促进衰老以加速果实和种子成熟,以生物量和产量为代价来换取生命的延长和延续。这也是为什么旱灾经常导致严重的农作物减产。
植物对决干旱
那些不幸生长在缺水干旱环境下的植物,它们是怎样活下来的呢?如果要用一句话概括,应该是八仙过海,各显其能。
在非洲的撒哈拉大沙漠里生长着一种叫“短命菊”的菊科植物,只要有一点点雨滴的湿润,它的种子就会马上发芽生长,在短暂的几个星期里完成发芽、生根、生长、开花、结果、死亡的全过程。
沙漠中还有一种木贼,它的种子在降雨后10分钟就开始萌动发芽,10个小时以后就破土而出,迅速地生长,仅仅两三个月就走完了自己的生命历程。它们懂得适应气候特点,利用短暂的雨季或仅一次降雨来完成生长和繁殖,而避开旱季。
更多的植物是通过一些特殊的结构来维持在干旱环境中生长发育所需的水分,它们通常被冠以“耐旱植物”的美称。例如,一些生长在我国西北沙漠和戈壁中的植物常具有十分发达的根系,能充分利用土壤深层的水分,并及时供应地上器官,就像沙漠中的胡杨树,可将根扎进地下10多米,顽强地支撑起一片生命的绿洲。有些植物为了抗旱,退化叶片,或将叶片变成鳞片、膜、鞘、革质,以减小蒸腾失水,就像梭梭和柽柳,最大限度地保持和利用那来之不易的有限水分。另有些植物具有特殊的控制蒸腾作用的结构,如马蔺叶片表面具有的厚角质层,沙冬青的叶表面有一层蜡质或灰白色毛,夹竹桃叶片气孔凹陷等。这些耐旱植物对付旱情的有力措施,都是通过有效地保水或吸水以达到水分平衡的目的。
仙人掌科和景天科植物更为特殊,具有肉质结构,贮水组织非常发达,如北美洲沙漠中的仙人掌,一棵可以高达15米至20米,贮水2000千克以上。
另外,这类植物有特殊的光合固定二氧化碳途径,气孔白天关闭,利用体内固定的二氧化碳进行光合作用。夜晚张开,吸收二氧化碳并固定。这样一来,既可以减少蒸腾量,维持水分平衡,又能同化二氧化碳,这种策略也是保水耐旱。
神奇的复苏植物
自然界中还有一类植物,可以生活在极端干旱的环境里,但是并没有特殊的结构来保水,也没有强大的根系来吸水。这类植物采取的是一种相反的策略,即快速彻底地脱水,减弱生理代谢活动,进入一种类似休眠的状态度过干旱时期。而在水分变得充足时又快速地吸收水分,恢复生活状态,继续完成其生活史。
在休眠至生长的这个过程中,这些植物表现出形态结构上的可见变化,干旱时叶片发生卷曲、变硬、失绿,复水时逆转,重新变得舒展、柔软、鲜绿,就像它死而复生一般,因此,人们把这类植物称为复苏植物。英语有个非常有意思的表达,说它们是干而不死。
我国明代《本草纲目》中就记载过的“九死还魂草”卷柏,可以在晾干后,经浸水而生。据说卷柏的干标本在时隔11年之后浸在水里,居然能复活恢复生机。笔者也曾将一种名为牛耳草的苦苣苔科植物风干5年后放在湿滤纸间,几个小时后就复苏了。所以,这类植物的适应策略是耐旱但不保水。
科学研究告诉我们真相
细胞学和分子证据显示低等复苏植物和高等复苏植物在干旱和复水过程中的表现和采取的手段是不同的,后者显然更经济划算。虽然很多陆生植物的种子和花粉能够耐脱水,但复苏植物是唯一能够以叶子等营养器官忍耐脱水的一类植物。最新的理论推测,耐脱水性是一种古老的性状,大概在植物从水生向陆生进化的过程中获得。由于陆生植物获得了越来越有效的吸收、运输和保持水分的结构,如维管组织,这种耐脱水能力就仅仅被保留在种子和花粉中,而在叶片等营养器官中被丢失了。
只有生活在长期或季节性干旱环境中的一些植物,在长期适应性进化过程中对种子中的耐脱水程序进行重新编程,使之在营养器官中重现而重新获得了复苏能力。
人类的不断探索
对自然奥妙的好奇一直是科学进步的主要动力之一。虽然植物干旱反应与适应这个问题在人类孜孜不倦努力探索下已经获得了长足的进步,然而,关于形形色色的避旱植物和耐旱植物适应干旱的分子机理、环境影响与遗传控制,以及能否加以利用来改良农作物的抗旱性,仍然是很多科学工作者正在努力攻关的难题。
可以指南北的植物
指南草指南的奥妙
指南草是人们对我国内蒙古草原上生长的一种叫野莴苣的植物的俗称。一般来说,它的叶子基本上垂直地排列在茎的两侧,而且叶子与地面垂直,呈南北向排列。
为什么指南草会指南呢?原来在内蒙古草原上,草原辽阔,没有高大树木,人烟稀少,一到夏天,骄阳火辣辣地烤着草原上的草皮,特别是中午时分,草原上更为炎热,水分蒸发也更快。在这种特定的生态环境中,野莴苣具备了一种适应环境的本领,它的叶子长向与地面垂直的方向,而且排列呈南北向。
科学家们考察发现,越是干燥的地方,生长着的指南草指示的方向也越准确。