动物的爬行运动主要是为了觅食、捕食或主动逃避敌人的攻击。而野燕麦的种子爬行却属于被动的,它以空气相对湿度为调节,机体结构相应地发生变化,从而产生一种爬行形式,爬行的结果传播了种子,这种适应不仅保护种族,而且繁殖了后代。
种子和果实的传播
在植物种子和果实的传播媒介中,起着积极作用的是鸟类、哺乳类和昆虫等动物。动物帮助传播种子和果实,有些时候一半的功劳还得归功果实种子本身,因为它们生有特殊的结构,如倒钩、直刺和钩刺。当动物掠擦这些粘附物的亲本植物时,它们就可能粘在动物毛皮上,随着动物的活动可能扎进和刺激皮肤,动物就会设法把它们从毛皮上抓下,因此种子和果实也就传播到别处了。
秋天时,当你穿过草丛,衣襟和裤腿上常常会悬挂上一些小草籽。你不也成了种子的传播者了吗?有些种子掉进土壤里,当动物走过时,泥土和种子一起粘到动物的脚上,种子同样可以被送到很远的地方。有些植物的果实吃起来鲜美可口,因而成了动物的美味佳肴。许多果实也是依靠它们的香味或艳丽的颜色来吸引动物的。包在果实里的种子被动物吞食后,多数种子的外皮能够抵御动物的消化酶而不被消化。当动物活动时,种子便随着动物的粪便而传播。
候鸟对种子的传播有着巨大的作用,每年数以万计的候鸟从南到北,从北到南大规模迁徙,它们往往无意中携带种子,南种北移,北种南运。这些种子到了新的环境,只要条件适合,便可萌发、生长、发育,在新的环境中繁衍起来。
朴素无华的风媒花
自然界中的植物,许多都依靠虫来传粉授花,那些植物一般都花色艳丽,气味芳香,且有甜美的蜜汁。可是自然界的花并不是都长得这副模样,相反的有些长得很小,既不美艳,又无香味和甜汁,像小麦、水稻、杨树和栎树等的花就是这样,得不到昆虫等“媒人”的青睐。它们只好借助风的帮助来传送花粉了。不要以为风力传粉是容易的事,一阵风来就能够把花粉吹落到另一朵花的柱头上。事情没那么简单。植物生长在空旷的地方,风向又经常在变动,要使细小的花粉刚好落在纤细的柱头上,该是多么困难啊!风媒花在自然选择中,产生了种种适应于利用风来传送花粉的特点。风媒花虽然比较细小又不起眼,但在同一植株上的花朵数量很多。例如胡桃花、杨树花都排列成柔软下垂的葇荑花序,玉米的雄花排列松散的圆锥花序(俗称天花),在微风中花序来回摇动,使花药中的花粉易于散布到大气中去。有些风媒植物的雄蕊花丝比较长,当花药开裂后,花丝就失去膨压,使得花药悬挂在花外。如水稻等禾本科植物的花药在成熟时就露在花外,它随风摇摆,极有利于花粉的散布。风媒花的花粉一般又小又轻,表面光滑不具粘性,极易被风吹走。哪怕是只有一丝微风,都可以使它们远走高飞。最令人惊奇的是松树花粉的传送了,其花粉两侧生有两个像网袋一样的气囊,仿佛长有翅膀那样,随风飘扬,朝着远处的雌花飞去,即使远到50千米以外,照样能与雌花传粉受精。同时,风媒植物的柱头又比较发达,常常扩展成羽毛状,这样就使花粉容易附着,因而增加接受花粉的机会。风做“媒人”,花粉难免吹落到其他地方而产生浪费。有人计算过,相隔2.5千米距离的两朵花,平均1440粒花粉中才可能有2粒花粉吹落到雌蕊的柱头上。其余的都刮得踪影全无,化作灰尘了。风媒花无奈只好以产生大量的花粉作为浪费的补偿。如松树的一个花序可产生16万粒花粉粒,以至每到春天松树开花季节,松树下总是落有一层硫磺色粉末。一株玉米可产生约5000万粒花粉,玉米开花季节如果我们在地里走一趟,会明显地感觉到花粉在扑面而来!风媒花以极高的“保险系数”保证了传粉能够实现。有些落叶林中的风媒植物,还具有先花后叶的习性。榆树、杜仲、紫荆、杨树等,它们每年都在叶片萌发前开花。这样,成熟的花粉不受枝叶的阻挡,有利于花粉的传播。
水为媒
大自然创造了万物,也造就了植物,同时植物也适应着环境。植物种类千千万万,大自然对谁也不偏不倚,对每种植物都有精巧的设计,使各种植物用不同的方式传粉受精,延续后代。虫媒花植物以其美丽的花色、浓郁的芳香和甜美的蜜汁,吸引各种昆虫来完成传粉过程。风媒花植物依靠风力,它们把花粉变得细小如尘,甚至插上翅膀。然而,你知道水生植物是怎样传粉受精吗?“靠山吃山,靠水吃水”,水生植物的传粉只有靠水的帮助了。水生植物中的黑藻和金鱼藻等,对这个问题解决方法很简单。只要它们细丝般的花粉散落在水面上,凭借徐徐的流水就很容易缠绕在雌花上,顺利地完成传粉受精。
苦草的传播最有趣了。它原产于地中海一带,是水鳖科的深水无茎草本。叶片长而扁平,绿色透明,有利于水下进行光合作用。它还叫鞭子草、扁担草,都是由于它簇生的狭长叶而得名。苦草在淤泥中扎根,根系发达,有极强的固着能力,不但可以在静水里生活,还可以在湍急的流水中生存。植株终生沉于水下。苦草雌雄异株,在一丛苦草的个体上只生长雄蕊,在另一丛个体上只生长雌蕊。每一朵雌花都长在一根花柄顶端,开始是卷编的,很短,端端正正地偃卧在叶子中间。花柄很快就生长起来,逐渐伸展,越伸展越长,最后终于把花朵托出水面,花开了,三支长长的雌蕊花柱脱颖而出,柱头上生着小穗子,很像一簇美丽的小羽毛。这时水下的另一簇苦草雄株成熟了。它从叶腋中抽出穗状花序,花序外面包着佛焰苞片。开花时,佛焰苞开裂,一朵朵微小的雄花脱出佛焰苞而漂浮于水面,而花粉被保护得好好的,沾不上水。露出水面的雌花在水面形成小小的凹陷,当雄花漂到这里会发生倾斜,花粉接触柱头便进行授粉。授粉完成后,雌花闭合,细长的花柄螺旋卷曲将子房缩回水中,在水下发育成果实。瞧,大自然给予了水下生活的苦草多么奇特的水面开花、水面传粉受精的方式!
衣藻的繁殖
营养时期有鞭毛、可以自由游动的单细胞绿藻叫衣藻。我们平常说衣藻指的就是衣藻属,这个属的种数很多,约有100多个种。衣藻生活在有机质丰富的淡水里,常生活在沟中或积水中,以春、秋季为最多,往往成群。衣藻属的细胞呈卵形或球形、长筒形、椭圆形等等。表面有细胞壁,顶端有两根等长的鞭毛。细胞内有一个厚底杯状的叶绿体,与细胞壁贴得很近,杯底包埋着一颗发亮的蛋白核,光合作用制造的淀粉就积存在蛋白核周围。细胞壁和叶绿体之间有细胞质,在细胞中央有一个细胞核。在鞭毛的基部有两个伸缩泡,伸缩泡能突然收缩,一般认为这是它的排泄器官。伸缩泡的侧面有一个具感光作用的红色眼点,呈半圆形或椭圆形。衣藻在环境条件适宜时能连续进行很多次无性生殖。无性生殖时藻体通常静止,失去鞭毛变成游动孢子囊。细胞核先分裂,形成4个子核,有些种分裂3~4次,形成8~16个子核。随后细胞纵裂,成2、4、8或16个原生质体,每个原生质体分泌一层细胞壁,并生出两条鞭毛,子细胞由于母细胞壁胶化破裂而放出,长成新的植物体。
衣藻是无性生殖多代,然后再进行有性生殖。生殖时细胞失去鞭毛,原生质体分裂产生8、16、32或64个小细胞,这些小细胞叫做配子,配子的形态和孢子没有多大差别了,但更小一些。成熟配子从母细胞放出后,游动不久,即成对结合,形成具有4条鞭毛能游动的合子。合子游动数小时后变圆,分泌厚壁,内部贮存大量食物,可以度过不良环境。合子经过休眠,环境适宜时萌发,经过减数分裂产生4个单倍核的原生质体,也有反复多次分裂,产生8、16、32个单倍核的原生质体。以后合子壁胶化破裂,单倍核的原生质体被放出,并在几分钟之内生出鞭毛,发育成新个体。
多数种的有性生殖的衣藻为同配,即相结合的两个配子大小相同;也有数种为异配,即相结合的两个配子大小不同;还有更少的种是卵式生殖,即靠卵和精子的结合进行有性生殖,卵式生殖是有性生殖的高级形式。从衣藻属中可以看到有性生殖从同配、异配到卵配的进化趋势。
天麻的生长与繁衍
我国有一种着名的珍贵中药材叫天麻。它长得很像马铃薯的块茎,含有丰富的香草醇、甙类及微量的生物碱,具有息风定惊的作用,能治疗抽搐痉挛、小儿惊风等多种病症,自古有“神草”之称。然而你见过生长中的天麻吗?它不同于其他的植物。因为它既无根也无叶,却照样能生长和繁衍。天麻是一种与真菌共生的兰科多年生直立草本植物,高可达1米。成熟的植物体有肉质肥厚的地下块茎和黄赤色的直立的地下茎。经过漫长的进化,天麻原有的根系已全部退化,叶也退化成薄膜质的鳞片,全身都不含叶绿素,无法进行光合作用。那么它是怎样吸取营养的呢?原来,天麻生长在荫蔽和比较潮湿的森林下层腐殖质较多的土壤上。在随着根系退化的过程中,逐渐形成了与蜜环菌等一些真菌共生的习性,从菌体中吸收营养物质。蜜环菌是一种兼性寄生的真菌类植物,生于针叶树或阔叶树树干基部。它能分解植物的纤维素,专靠吸取其他植物的养料为生。当它接触到天麻的地下块茎时,能破坏其表皮组织细胞,侵入块茎皮层的细胞内。于是皮层细胞内的内质网就分泌出很多小囊泡,里面包着能够消化真菌的酶。侵入的菌丝体一旦被这些小囊泡包围后,这些特殊的酶就会把它消化。块茎皮层细胞将吸收的这些营养物质转化成自身需要的营养物质,并输送到地上部,天麻就能生长、开花和结果了。天麻的花小,赤黄色,在茎端排成总状花序。它的果实为长圆形的蒴果,里面含有许多小种子。根据天麻与蜜环菌共生的生物学特性,近年来进行人工栽培时,都首先要培养蜜环菌能寄生的树根和树干,然后用块茎进行繁殖。