书城科普读物自然的奥秘
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第13章 动植物的奥秘(1)

在百万年的进化和发展中,人类作为地球上的高智慧生物,已逐步发展为地球上的统治者。从沙漠里的仙人掌到大海巨鲸,很多生物群落都受到人类行为的干扰。然而,作为地球的共同居住者,你是否了解地球上其它生物的情况呢?本章通过讲述一些有趣的动植物,带大家更好的了解地球,了解地球上的生命。

沙漠里会“跑”的植物

在一向被称为“不毛之地”的沙漠里,仙人掌却能够傲然生存,繁衍不息。

仙人掌在干旱的环境中,叶退化成针状,以减少水分的蒸腾;茎肥厚多汁,有发达的薄壁组织细胞贮藏丰富的水分;茎的表皮有厚而硬的蜡质作为保护层,或生有密集的绒毛,保护它不受强光的照射,降低水分蒸发。

有趣的是,仙人掌的根系并不发达,根很短也很少,却有极强的吸水能力,甚至能吸收潮湿空气里的水珠。而且一遇到降雨,它就会快速长出新根,大量吸水。所以,即使仙人掌在沙漠里被风“刮跑”,也能在下雨时快速生根吸水。

仙人掌之所以被称为沙漠里会“跑”的植物,就是因为它的根有这种快速生长和吸水的能力。

有人实验,6年不给仙人掌浇水,它的根完全干死了,但它依然顽强地活着。只要给它点水,它的新根就会立马长出来快速吸水。也有人把一个仙人球包在干燥的纸袋里放了两年多,尽管有些皱缩,但放入盆里,浇水后又很快长出了新根,并恢复生长。

仙人掌是长寿植物,据说有些大仙人掌的寿命可达数百年。

体型巨大的仙人掌

仙人掌是仙人掌科植物的统称,其中包括2000多个种类,有掌形、球形、柱形等多种形态。

仙人掌大多生长在干旱的环境里。有的呈柱形,高10多米,重量约两三万斤,巍然屹立,甚为壮观。一些长着棘刺的仙人球,有的寿命高达500年以上,可长成直径两三米的巨球。

墨西哥的国花

美洲的墨西哥是仙人掌的故乡,也是仙人掌生长最多的地方。各种形状、颜色的仙人掌花和大小不一的果实,形成了特有的绮丽风光。

那里有世界上最大的仙人掌,高达15~18米,直径30~60厘米,重10余吨,里面可贮藏上千千克水。旅行的人口渴时,可以随时挖食多汁的茎肉解渴。墨西哥人民把仙人掌作为自己国家的象征,在国旗、国徽上都画有仙人掌,还把仙人掌花作为国花。

常见的仙人掌类植物有仙人柱、仙人山、仙人拳、仙人鞭、仙人球、等等。除观赏外,还能为人类造福。它可以用来固定流沙,保护农田。仙人掌的茎可食用或药用,果实汁多味甜,是很好的水果,也可用来炼糖和酿酒。干枯的仙人掌可以用作燃料,高大的片状茎还可以用来建造农舍。

仙人掌的药用价值

药用方法:以全株入药(刺除外),四季可采,鲜用或切片晒干。

功能主治:清热解毒,舒筋活络,散瘀消肿,解肠毒,凉血止痛,润肠止血,健胃止痛,镇咳。用于胃、十二指肠溃疡,痔疮,急性痢疾,咳嗽;外用治流行性腮腺炎,乳腺炎,痈疖肿毒,洗痔,蛇咬伤,烧烫伤。

仙人掌的食用

很多仙人掌类植物的果实,不但可以生食,还可酿酒或制成果干。仙人掌历来是美洲传统的食品,是人们日常生活中不可缺少的一种特色蔬菜和水果,人们将仙人掌洗净切碎后煮在汤中、或是架在炉上烤制、或是做成饼馅、或是直接将新鲜的仙人掌腌制,还有的用仙人掌来酿酒。在墨西哥的市场上,一些片状仙人掌的嫩茎,可作为蔬菜出售。

结“面包”的树——面包树

面包树简介

人们常吃的面包是用麦子面粉加工而成的,而在东南亚及南太平洋一些岛屿上,当地居民所吃的面包,却不是用麦子做成,而是直接从树上采摘下来的。这种能结“面包”的神奇树木,当地人称为“面包树”。

面包树又称罗蜜树、马槟榔、面磅树。原产于马来半岛以及波利尼西亚,如今因人类传播而分布玻里尼西亚、印度南部、加勒比地区等热带地区。果实可食用,风味类似面包,因此而得名。

面包树是四季常青的大乔木,属桑科。一般高10多米,最高可达40~60米。树干粗壮,枝叶茂盛,叶大而美,一叶三色,当地居民常用它编织成漂亮轻巧的帽子。

面包树雌雄同株,雌花丛集成球形,雄花集成穗状。在它的枝条上、树干上、直到根部都能结果。每个果实是由一个花序形成的聚花果,大小不一,大的如足球、小的似柑桔,最重可达20千克。

面包树的结果期还特别长,从头年11月一直延续到第二年7月,一年可以收获三次。以无核果为优良品种,果肉充实,味道香甜,每株树可以结面包果六七十年。

面包树的营养价值

面包果的营养很丰富,含有大量的淀粉,还有丰富的维生素A和B及少量的蛋白质和脂肪。人们从树上摘下成熟的面包果,放在火上烘烤到黄色时,就可食用。这种烤制的面包果,松软可口,酸中有甜,风味和面包差不多。面包果还可用来制作果酱和酿酒。

面包果是当地居民不可缺少的木本粮食,家家户户的住宅前后都有种植。一棵面包树所结的果实,能养活一两个人。

面包树的分布很广,印度、斯里兰卡、巴西、非洲及中国广东、台湾等省都有生长。

植物睡觉之谜

爱睡觉的植物

植物也会“犯困”吗?在植物世界里,也存在着日出而作日落而息吗?人们发现很多植物都和人类一样有睡觉的习惯。

你知道睡莲因什么而得名吗?它的花瓣会随同太阳的升起而慢慢地绽放,在傍晚时,又会羞答答地合拢花瓣,就像一个生活很有规律的睡美人。我们常见的合欢树就是一种爱睡觉的植物,它的叶子像许多羽片,白天舒缓地展开,当夜幕降临时,小叶片就害羞地合闭起来。花生也是一种爱“犯困”的植物,它的叶子在傍晚时会慢慢闭合,就像人的眼睛一样。最贪睡的要数太阳花了,它每天都睡到10点才醒来,过了中午又开始把花合闭起来睡觉。

睡觉是本能

植物真的是在睡觉吗?据科学研究发现,植物睡觉是一种自我保护的本能。原来,植物在睡眠时可以减少因昼夜光线、温度及湿度的变化而引起的不良刺激,从而可以有效地延长生命。而人们也惊奇地发现,某些植物还会以午睡来减少水分流失,抗衡干旱,使自己在不良的环境中生存下来。其实在很早以前达尔文就发现植物睡眠是为了保护叶片,抵御夜晚的寒冷。

植物睡眠并不是我们想象中的那样在贪睡,而是在与变幻莫测的自然环境做斗争,植物尚可为生命分秒必争,而我们是否也应该珍惜来之不易的睡眠时间呢?

英雄树——木棉

木棉是先开花后长叶的植物。每年三四月间,一朵朵碗口大的花朵簇生枝头。每朵花有五个肉质的大花瓣,中央围着许许多多的花蕊,花瓣外面乳白色,里面橙红色或鲜红色。由于不见叶子,远远望去满树花红似火,艳丽如霞。

树干挺拔,高达30多米,如巨人披锦,雄伟壮观,因此被广东人称为“英雄树”,并被选为广州市花。

木棉是落叶大乔木,属木棉科。幼树的树身及枝条有扁圆锥形的皮刺,老树树干粗大、光滑,侧枝轮生,向四周平展,形成宽阔的树冠。叶互生,掌状复叶,由5至7片长椭圆形的小叶组成。结白色长椭圆形蒴果,内壁有绢状纤维。成熟之后果实会爆裂,里面的黑色种子便随棉絮飞散。因为木棉树身高大,如果不在蒴果开裂前攀上树枝采摘,棉絮就会随果实的爆裂而散失,所以云南人称它为“攀枝花”。

木棉分布在中国云南、贵州、广西、广东及金沙江流域,生长在森林或低山地带。无论是播种还是插条,都容易成活,而且生长迅速。

木棉的经济价值较高,纤维无拈曲,虽不能纺细纱,但柔软纤细,弹性好,耐压,适宜做座垫和枕芯。毛绒质轻,不易湿水,因而浮力较大。据试验,每千克木棉可在水中浮起15千克左右的人体,因此是救生圈的优良填料。木棉的木质松软,可制作包装箱板、火柴梗、木舟、桶盆等,还是造纸的原料。

植物自卫之谜

森林“自卫战”

在人类或动物受到侵袭时会自卫,然而,奇怪的是人们发现植物与虫兽之间居然也无声无息地进行着一场场“自卫反击战”!无意识的植物也能自卫吗?

在美国阿拉斯加曾经出现过野兔危机。大量野兔闯入原始森林,严重地威胁着森林的安全。人们想了各种各样的方法,试图阻止野兔的侵袭,但最终都于事无补。正当人们为此而犯愁时,野兔却突然集体生病,最后消失在森林当中。

经研究发现,那些曾被野兔咬过的树木叶芽,竟然含有一种能使野兔吃了后生病、死亡的化学物质。

橡树大战舞毒蛾

1981年,大量蔓延的舞毒蛾威胁着美国东北部1000万英亩的橡树林,橡树林的叶子被啃得精光,人类也想尽了各种办法消灭舞毒蛾,但成效不大,本以为橡树林已无路可逃,但是奇迹出现了,第二年舞毒蛾突然销声匿迹了,橡树林恢复了生机。之后发现,在遭受舞毒蛾咬食后的橡树叶子中的单宁大量增加,从而使得害虫行动呆滞或病死。

通风报信

植物不仅能“自卫”,而且还能同同伴通风报信,使同伴提前做好集体防御准备。经研究发现,柳树和糖槭等植物在受到侵害时会散发出一种挥发性物质,这种物质就如同人类战争中传递信息的狼烟,它会向远处的同伴发出入侵警报,以做好应战准备。

令人困惑的是,它们是怎么感受自己已被害虫侵袭的?又是如何自主调节自身的分泌物,用以对抗害虫的?这些还有待研究。

植物的性变之谜

佛罗里达的变性植物

在美国缅因州和佛罗里达州的森林里,生长着一种叫做印度天南星的有趣植物,它四季常绿,在长达15至20年的生长期中,总是不断地改变着自己的性别:从雌性变为雄性,又从雄性变为雌性。

大多数植物都是雌雄同株的,在一株植物体上既有雌花又有雄花,或者一朵花中同时有雌雄器官,而印度天南星却不断改变性别。

印度天南星的雄雌之变

早在20世纪20年代,植物学家就发现了印度天南星的这种性变现象。可是长期以来,人们猜不透其中的奥妙。最近,美国一些植物学家研究发现,中等大小的印度天南星通常只有一片叶子,开雄花。大一点的有两片叶子,开雌花。而在更小的时候,它没有花,是中性的,以后既能转变为雄性,也能转变成雌性。

经过进一步的观察,他们又发现,当印度天南星长得肥大时,常变成雌性;当植物体长得瘦小时,又变成雄性。因此,他们认为:印度天南星的性变生理是植物“节省”能量,生存应变的策略。

天南星的变性原因

原来,植物像动物一样,雌性植物产生后代所需要的能量远比雄性植物产生精子所需要的能量要多。印度天南星的种子比较大,消耗的能量比一般植物更多。如果年年结果,能量和营养都会入不抵出,结果会使植物越来越瘦小,甚至因营养不良而死去,所以,只有长得壮实肥大的植物才变成雌性,开花结果。

结果后,植物瘦弱了,就转变为雄性,这样可以大大节省能量和营养。经过一年“休养”,待它们恢复了元气,再变成雌性,开花结果。

有趣的是,这种植物不光依靠性变来繁殖后代,还利用性变来应付不良环境。植物学家发现,当动物吃掉印度天南星的叶子,或大树长期遮挡住它们的光线时,印度天南星也会变成雄性。直到这种不良环境消失后,它们才变成雌性,繁殖后代。

植物变性的应用

植物也有雌雄之分。大麻雄株的纤维品质要比雌株的好,啤酒花中只有雌株上的花序才能作为酿造啤酒的原料。黄瓜、蓖麻雌雄同株,则希望它们多开雌花,好结瓜果。这说明,性别之间存在着产量与质量的差别。

人们发现,植物性别除了受遗传物质——染色体及其上的基因控制外,在一定程度上还受环境条件的影响。于是,人们便在栽培上做文章:为了调节性别,给大麻少施氮肥,以增雄株比例;在黄瓜生长早期适当多施氮肥、勤于灌溉,能提高雌花数量;给蓖麻增施钾肥,可增加雌花数目;对于啤酒花,可进行人工选择,培育出单性(雌)品系。

巧妙的是,利用一些植物激素“指令”植物性变:如用毒霉素处理大麻幼苗,能使雌株变成雄株;在黄瓜幼苗上喷用微量的乙烯利或甲烯兰,可增加雌花60%左右。这是因为在不少植物上,两性原始体并存,特定的条件能抑制或促进某一性别的显露。

千奇百怪的植物之最

陆地上最长的植物

在非洲的热带森林里,生长着参天巨树和奇花异草,也有绊你跌跤的“鬼索”,这就是在大树周围缠绕成无数圈圈的白藤。

白藤茎干一般很细,有小酒盅口那样粗,有的还要细些。它像一根带刺的长鞭,随风摇摆,一碰上大树,就紧紧的攀住树干不放,并很快长出一束又一束新叶。接着它就顺着树干继续往上爬,而下部的叶子则逐渐脱落。

白藤爬上大树顶后,还是一个劲地长,可是已经没有什么可以攀缘的了,于是它那越来越长的茎就往下堕,以大树当作支柱,在大树周围缠绕无数圈。

白藤从根部到顶部,达300米,比世界上最高的桉树还长一倍呢。白藤长度的最高记录竟达400米。

最高的树

如果举办世界树木界高度竞赛的话,那只有澳洲的杏仁桉树,才有资格得冠军。

杏仁桉树一般都高达100米,其中有一株,高达156米,树干直插云霄,有50层楼那样高。在人类已测量过的树木中,它是最高的一株。

这种树基部周围长达30米,树干笔直,向上则明显变细,枝和叶密集生在树的顶端。叶子生得很奇怪,一般的叶是表面朝天,而它是侧面朝天,像挂在树枝上一样,与阳光的投射方向平行。这种古怪的长相是为了适应气候干燥、阳光强烈的环境,减少阳光直射,防止水分过分蒸发。

最矮的树

世界最矮的树叫矮柳,生长在高山冻土带。它的茎匍伏在地面上,抽出枝条,长出像杨柳一样的花序,高不过5厘米。如果拿杏仁桉的高度与矮柳相比,一高一矮相差15000倍。与矮柳差不多高的矮个子树,还有生长在北极圈附近高山上的矮北极桦,据说那里的蘑菇,长得比矮北极桦还要高。

高山植物为什么长不高呢?因为那里的温度极低,空气稀薄,风又大,阳光直射,所以,只有那些矮小的植物,才能适应这种环境。

最粗的树

据国外1972年报道,在西西里岛的埃特纳山边,有一颗大栗树,树干的周长竟有55米左右,直径竟然达到17.5米,需30多个人手拉着手,才能围住它。即使是赫赫有名的非洲猴面包树和其相比,也只不过是小巫见大巫。树下部有大洞,采栗的人把那里当宿舍或仓库用。这的确是世界上最粗的树。

体积最大的树

地球上的植物,有的个体非常微小,有的个体却很庞大。像美国加利福尼亚的巨杉,长得又高又胖,是树木中的“巨人”。