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发布时间:2020-06-26 13:24:57

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作者:崔佳

出版社:中华工商联合出版社

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一本书读完发现自然的历史

一本书读完发现自然的历史试读:

序言

你知道吗?在大自然的植物中,却有许多变色龙,他们依靠这种特殊的“伪装”本领,在自然界残酷的竞争中生存下来。

你知道吗?花儿为了联络感情,会从内部发出声音和香味,就像人们在黑暗中可以通过声音分辨彼此,花在黑暗里也可以通过香味彼此辨认。

你知道吗?植物也会睡眠,在白天,它们叶片朝阳舒展,以便最大限度地沐浴阳光,进行光合作用,而到了夜晚,它们却把叶子垂下来或折起来“休息”。

你知道吗?植物也喜欢听音乐,但它们只喜欢听古典音乐,而对爵士音乐不太喜欢。美国科学家史密斯,对着大豆播放“蓝色狂想曲”音乐,20天后,每天听音乐的大豆苗重量,要比未听音乐的大豆苗的重量高出四分之一。

你知道吗?植物也有自己的血型,日本警察科研研究所的法医山本茂,在侦破一起凶杀案时,意外地发现了一个奇怪的现象,在现场未沾血的枕头有微弱的血型反应,为了弄清楚原因,他把枕头里装的荞麦皮进行血型鉴定,令人吃惊的是,荞麦皮竟然显示出AB血型的特性。《发现自然的历史》这本书,会告诉你,大自然是神秘的魔术师,给我们展示它的神奇,也给我们制造了一个个疑问,等我们去寻求其中的答案。

你知道麦田怪圈是怎么形成的吗?麦田怪圈是在麦田或其他农田上,透过某种力量把农作物压平而产生的几何图案。每天,世界上都会新发现大量麦田圈,其中绝大部分是在英国。因此,每年夏季总有大批研究人员来到英格兰进行研究工作,全世界数以万亿的人为解开这个自然之谜而努力。

你知道有一种气体会令人类发笑吗?这种“笑气”无色却有一股甜味,人闻之,即可大笑不停。目前科学家已经利用这种“笑气”来进行医学上的麻醉作用。

你知道维生素是怎么发现的吗?维生素的发现,可是20世纪的伟大发现之一。维生素在人体内的含量很少,却不可或缺,它是维持人体健康的重要活性物质。

你知道海豚为什么拥有超常的智慧和能力吗?海豚是人类的朋友,他们乐意与人类亲近,而且常会按照训练师的指示,表演各种美妙的跳跃动作。

你知道美人鱼真的存在吗?据说美人鱼的上半身美得让人窒息,下半身却是长满鳞片的冰冷鱼尾,再加上其魅惑人心的歌声,无数水手为引向了不归路。现代科学家已经考察出美人鱼的原型了。

你知道野人的秘密?当今世界上,野人已经同飞碟、尼斯湖怪、百慕大三角并称为世界“四大谜”,而野人之谜直接和现代人起源有关,故格外引人注目。

你知道鲸集体性自杀的原因吗?庞大鲸鱼集体性自杀是自然界里最震撼人心的事件之一。对它们自杀的原因,历来说法很多,到底哪一种说法正确呢?

你知道杀人于无形的次声波吗?次声波是一种人耳听不到的声音,但是天气的剧烈变动,如狂风暴雨、电闪雷鸣、火山爆发、海啸台风等,都会引发次声波。某些频率的次声波由于和人体器官的振动频率相近,容易和人体器官产生共振,对人体有很强的伤害性,危险时可置人于死亡。

你知道“死亡谷”的秘密吗?在地球上,许多国家出现了令人谈之色变的“死亡谷”,它们神奇厉害的致命力量,引来了无数科学家的探索与研究。

你知道宇宙是如何起源的吗?你知道生命是如何起源的吗?你知道人类是如何起源的吗?

你知道地球上的水是从哪里来的吗?你知道我们的地球母亲有多大年龄吗?你知道地球母亲有多重的体重吗?

……

如果你想知道这些自然界的神秘现象是如何被发现的,就请翻阅这本《发现自然的历史》!

人类对植物的发现

植物世界是一个庞大而复杂的世界,占据了生物圈面积的大部分,目前人们已知的植物约有50多万种。植物的出现距今有25亿年,地球史上最早出现的植物属于菌类和藻类。直到1亿年前被子植物的花开花落,才把地球装点得格外多彩。植物有动物没有的叶绿素和基质,能进行光合作用,植物有细胞核,能将无机物转化为有机物,有些特例不能将无机物转化为有机物,有些没有叶绿素,有别的光合作用元素。不过,简单地说,植物就是能进行光合作用,将无机物转化为有机物的一类自养型生物。

植物与我们的生活息息相关,植物不仅给人类提供了生存必需的氧气,还美化环境、净化空气,并且给人类提供了丰富的食物和不可或缺的能量。了解一些人类对植物的认知与发现的知识,对于我们更好地利用植物,自然是有益的。植物的发展演化

植物界由于固着生长的特点,使它和自然环境之间有更加密切的联系。经过各国历代科学家的考察与研究,植物的发展阶段大体可以划分为藻菌植物时期、裸蕨植物时期、蕨类植物时期、裸子植物时期、被子植物时期等几个阶段,体现出一个从低级到高级的进化过程。藻菌植物时期

藻菌植物时期——中志留世以前:太古代、元古代至早古生代地层中的化石证明,植物界是以水生菌藻类为主的,因而为菌藻植物时期。太古代、元古代已有大量的钙质藻类(如蓝绿藻),一直到早古生代均有其代表。澳大利亚志留系中还同时发现石松类最古老的代表,这个事实说明在藻菌植物占优势的时候,储生植物已开始发育了。裸蕨植物时期

裸蕨植物时期——晚志留世至中泥盆世:早古生代末,加里东运动形成了广泛的海退,陆地扩大,促使那些能适应这种环境变革的植物由水生转为陆生,从而产生了最古老的陆生植物群-——裸蕨植物为主的植物世界。原始节蕨类植物也相继出现,植物界孕育着一次大发展。▲藻菌植物蕨类植物时期

蕨类植物时期——晚泥盆世至早二叠世:自泥盆纪后,北半球上气候向着更加温暖潮湿的方向变化,原始的裸蕨植物被淘汰了,比它更优越的石松类,真蕨类代之而起,并急速演化和高度发展,节蕨类也重趋繁盛,因而出现了森林,植物界进入了一次大发展时期。在各种蕨类植物演化的高潮中,又由它们演化出一种新的类群,即裸子植物的古老类型,其中以种子蕨纲和科达树纲的迅速发展最为突出。▲蕨类植物裸子植物时期

裸子植物时期——晚二叠世至早白垩世:二叠纪晚期,海西运动使大陆进一步扩大,气候干旱,原来宜于温暖潮湿生活的各种蕨类,除真蕨纲比较能适应这一变化外,其他各纲都极大的衰退了。种子蕨类和科达树类虽然以种子繁殖,但因其他构造仍简单,因而也就大大衰退了,并在三叠纪和侏罗纪时绝灭。这一时期是以裸子植物的苏铁类、银杏类、松柏类为主。这些植物由于三叠纪晚期至侏罗纪时,气候温热潮湿,就得以大量繁殖并形成森林。和历次植物界发展一样,旧的植物在其高度发展的同时,它必定要不断改造自己的生活本领而产生新的类型。被子植物的祖先,终于从裸子植物中脱胎而出。▲裸子植物被子植物时期

被子植物时期——晚白垩世至现代:白垩纪晚期开始的古地理、古气候变迁,再次给植物界以巨大的影响。苏铁纲、银杏纲等不仅数量大减,而且分布区域也不断缩小,已走向衰退和绝灭。松柏类虽然在新生代还有不少属种,分布也还广泛,但据统计比起中生代也大为减少。而被子植物则迅速繁殖起来,成为占优势的植物群,特别是草本类型被子植物的出现和发展,更开始了植物界征服大陆的新途程。▲被子植物拟态:都是为了生存

生机勃勃的大自然中,充满了生动有趣的自然现象,拟态就是其中最引人注目的奇景之一。说到拟态,人们往往会想到变色龙、竹节虫、枯叶蛾等,其实,在植物王国中也有许多拟态好手,它们依靠这种特殊的本领,在自然界激烈的生存斗争中生存下来。骗取雄蜂爱情的眉兰

生物学家很早就注意到植物界的拟态现象。18世纪末,德国人施普伦格尔在观察植物时发现,某些兰花虽然自己并不产生花蜜,但却通过把自己装扮成分泌花蜜的植物,得到昆虫的惠顾,达到为其传授花粉的目的。几十年以后,达尔文受施普伦格尔的启示,对植物异花授粉现象进行了大量观察和研究,写出了《兰花的传粉受精》等专著。其中对兰花拟态现象的研究也颇有见地。

如果我们到大自然中去认真观察和探索,就不难发现,作为虫媒传粉的高级类群,兰花确实是植物拟态的佼佼者。

每当春回大地之时,地中海沿岸地区的草池上,眉兰就绽开了花蕾,将一朵朵奇特的小花展现在温暖的阳光下,静静地等待着媒人的到来。说来也真绝,眉兰的花朵看上去颇似一只落在花丛上的雌性黄蜂:圆鼓鼓、毛绒绒的唇瓣上分布着棕色和黄色相间的花纹,好似黄蜂身躯,而伸向两侧的花瓣,则犹如蜂翅。不久,一些先于雌蜂从蛹变为成虫的未经世面的雄蜂,在寻找配偶时便上了眉兰的当,以为它们的花朵是一只在静候佳期的雌蜂,于是就落在花上求爱。结果,自己的对象没有找到,反而充当了眉兰的红娘。在这种花唇瓣上方伸出的花粉块,正好粘在了黄蜂的头上。当这只求偶心切的黄蜂又被另一朵眉兰花欺骗,落在花上企图求爱时,花粉块也被带到了新骗子那里,使兰花完成了异花授粉的过程。▲眉兰

以往,人们仅从外形上观察,认为眉兰是通过对雌蜂形体的模拟,达到授粉目的的。随着生物化学的发展,科学家们对眉兰的拟态有了新的认识,了解到眉兰引诱雄蜂上当的招术中,气味起了很大作用。这类兰花能产生与蜂类性信息素相类似的气味,使雄蜂误认为是雌蜂向它发出的求爱信号。说来也真绝,在地中海附近一共分布着近20种眉兰,它们所模拟的对象也各不相同。不仅有蜂类,甚至还有蝇类。每一种眉兰都有一种特定的媒人传粉,因此异花授粉仅在同种间迸行,保证了物种的相对稳定和繁衍。

在地中海东部耶路撒冷地区潮湿的旷野上,有一种兰花欺骗雄土蜂的手段更绝。它模拟的不是雌蜂本身,而是它们居住的洞穴。雄土蜂糊里糊涂地钻入这种兰花暗紫色唇瓣中后,发现里面并没有雌蜂,仅仅是一个能暂供栖身的住所。于是便索性住上一夜,第二天再钻出去寻找真正的洞穴。当这只雄土蜂再次上当,钻入另一朵兰花唇瓣时,便不自觉地充当了传粉的媒人。巨魔芋为什么这样臭

与兰花的拟态不同,许多天南星科植物是靠模拟腐烂尸体的臭味来达到传粉目的的。在这一科中,集中了不少著名的臭花如臭菘和许多种魔芋,其中尤以巨魔芋最著名。

巨魔芋生长在苏门答腊的热带丛林中,具有隔年开花的特性。在它开花时,地面上只有一个巨大的花序,一根短粗的花序柄上生长着一个宽大的紫色佛焰苞,抱合在一起就像一口敞口的大尖底锅,又如同一只巨大的漏斗。这口“大锅”高1米多,上口宽也超过了1米;中央立着一根奇形的柱子——肉穗花序,高达2.5米。如此巨大的花序在天南星科中堪称冠军,在植物王国中也很罕见。更令人吃惊的是,当佛焰苞展开,位于花序下部的众多小花开放时,巨魔芋散发出一股极为强烈的以气,好像在其中堆放了大量腐烂的臭鱼或其他动物尸体。有人形容说,如果身体衰弱的人走到近前,就会被这种恶臭熏得昏死过去。当地人送给这种奇臭无比的花一个形象的名字——“死尸花”。

巨魔芋开花时散发出臭肉的气味令人反感,但对它本身的繁衍却大有好处。逐臭而来的是一类巨大的甲虫,它们争先恐后地爬进形如大锅的佛焰苞,在花序下部企图找到美味佳肴——腐肉,结果荤食没有吃上,身上却粘了不少花粉。当这些甲虫再次上当爬进另一口“大锅”中后,便不自觉地当了巨魔芋传粉的媒人。▲巨魔芋

在非洲,萝摩科的豹皮花也是一类十分奇特的臭花。它们的花朵很大,直径可达三四十厘米,而且肉乎乎的,颜色也呈肉红色,上面还生有许多纤毛,看上去就有几分像腐肉的这类花臭味十足,因此引来了臭味相投的苍蝇。它们在花上爬来爬去,白白地为豹皮花传粉。能开花的“石头”

在植物王国中,除了为种群繁衍而表现的拟态外,最常见的就是自卫拟态。

在非洲南部及西南部干旱的荒漠上,生长着一类极为奇特的拟态植物——生石花。它们在不开花的时候,简直就像一块块、一堆堆半埋在土里的碎石块或卵石。这些“小石块”,有的灰绿色,有的灰棕色,还有的棕黄色;顶部或平坦,或圆滑;有的上面镶嵌着一道深色的花纹,如同一块块美丽的雨花石,有的周身布满了深点,犹如花岗岩的碎块。它们伪装得维妙维肖,甚至使一些不知底细的旅行者真假不分,直到想拣上几块“卵石”留作纪念时,才知上当。其实这些“小石块”就是生石花多肉的叶子。

每年6~12月份,正值南半球的冬春季节,也是生石花类植物生命交响乐中最动人的乐章。每天中午,都有鲜艳、美丽的花朵从“石块”的缝隙中绽开,有黄色的,白色的,还有玫瑰红色的。如果赶上盛花时节,一片片的生石花覆盖了荒漠,远远望去好似在大地上铺了一条巨大的提花地毯。但当干旱的夏季来临后,荒漠上又遍地“碎石”,一派凄凉。

据植物学家调查,世界上这类貌似小石块的植物有100多种,都属于番杏科,而且只生长在非洲大陆的南部,颇为珍贵。它们虽然都十分弱小,而且充满了汁液,却因为成功地模拟了石块的形态,骗过了强大的敌人——食草动物,保护了自己的生命。

无独有偶,在植物生长茂盛的森林中,也有一些靠拟态方式保护自己的弱小植物。但它们模拟的却不是石块,而是光斑。

人们很早就注意到了,在森林的下层植物中,可以见到一些叶片上分布有花斑的植物。不久前科学家对这种现象进行了研究,认为这些花叶植物就像是身穿迷彩服的士兵,能更好地隐蔽自己不易被敌人发现。因为在森林中的食草兽类眼里,叶片上的斑点与透过林冠叶片洒在林下的光斑极为相似。▲生石花

在自然界中,也有一些植物为了保护自己,采取了更主动的拟态策略。它们不是靠消极的隐蔽,而是模拟具有“防护武器的其他植物,令敌人不敢接近。例如一种被称为死芬麻的植物,茎、叶等形态上与螫人的植物荨麻极为相似,虽然它本身并不具有能释放毒液的螯毛,但同样使取食者望而生畏。让拟态为人类服务

物竞天择,适者生存。拟态现象在自然界中广泛存在,对于特种的生存和繁衍具有重要作用。但目前人类对这种现象的认识还很有限。在进一步探索植物拟态的奥秘,科学家们也意识到利用这种现象为人类造福的深远意义。

例如,目前人类栽培的许多植物,都有赖于昆虫有效的异花授粉作用。许多植物为了争取昆虫“媒人”的光顾,往往要产生太量花蜜作为“回报”。最近,科学家的研究表明,花蜜的产生过程要消耗植物体内大量的能量和物质,因此过多产生花蜜必然会降低作物的产量。那么如何解决这一矛盾呢?自然界中许多不产生花蜜的植物,依靠模拟花蜜丰富种类的外形,或摸拟产生昆虫性信息素的拟态过程,都是极好的启示。在生物工程飞速发展的今天,培育出不产花蜜的虫媒作物,并非幻想。

另外,植物防御敌人的拟态,也为我们培育出更多有效抵抗病虫害的作物新品种,指出了方向。植物的神经系统

植物是有神经的生命,因此,它们有某种神经系统可能藏在它的奇异的螺旋形纤维中。植物神经之所以看不见,只是由于人类忽视而不是由于植物的天生的缺陷。花从内部发出声音,从内部发出香味,正如同人在黑暗里可以从声音中听出是谁,花在黑暗中也可以从香味中彼此辨认。它们都具有一切物体的原本的灵魂。费希纳创立“心理物理学”

莱比锡大学医学博士兼物理学教授古斯塔夫·西奥多·费希纳,由于对测量电流和颜色的感知等课题写出了40多篇论文而享有盛誉。他以一种人们难以意料的机遇获得对植物的深刻的认识。1839年,他开始凝视太阳,希望发现图像的本质。那些奇特的图像,在正常的视觉中止之后,似乎长期留在他的视网膜上。几天后费希纳恐惧地发现,他将成为盲人。他因过度工作而精疲力竭,同时,不能面对朋友和同事已成为他新的苦恼。他戴上脸罩隐居于暗室里,生活在孤独中,希望恢复视力。三年后一个春天的早上。他意识到他的视力已恢复,便走进白日的光明中。他愉快地沿着马尔德河走着,立即看出了河岸旁他称之为花朵和树木的“灵魂”的东西。“当我站在河边,注视着花时,我看见了它的灵魂在花中升起,在花中飘荡,它越来越清楚,直到精神的形态清晰地浮悬在花上。也许它想站立在花房之顶以获得更充足的阳光。它相信不会为人所见,当一个小孩出现时,它大为惊讶。”由此,1848年他在莱比锡出版了《植物的活的灵魂》一书。他认为,植物是有神经的生命,因此,它们似有某种神经系统可能藏在它的奇异的螺旋形纤维中。他还认为,我们完全有理由同意这样一种看法,即植物有神经,它们之所以看不见,只是由于人类忽视而不是由于植物的天生的缺陷。▲植物也是有神经的

根据费希纳的看法,植物的灵性同其神经系统的联系,就像人类一样。植物的神经系统指挥它的各个器官活动。费希纳写道:“我的任何肢体都不独自行动,只有我,我的全部精神,才意识到对我发生的一切。”

费希纳创立了一门新的学科,称之为“心理物理学”。他反对身与心之间的人为的距离,坚持两者的结合是一个现实中的不同方面。心是主体,身是客体,像一个圈,既有凹面,又有凸面,取决于观察者是站在圈外还是圈内。费希纳说,因为难以同时抓住两个观点而易形成混乱。费希纳认为,事物有各种不同的地方,但也有一个共同点,就是它们都有意识。它与宇宙一同存在,宇宙一旦消失,它也消亡。他的生命哲学的基础不言自明:一切生命只有一个,不过是因为本身的分离而有不同的形态。一切事物的臻善至美和圆满结局是最大限度的愉快,不是个别而是全部。费希纳说,这是他的全部道德准则的基础。花朵用香味进行沟通

因为植物是生根的,费希纳宣称,它们通过摇曳枝叶、蠕动根须以表现其行为,很像动物伸出爪抓物,或者是因畏惧而逃跑,但是它们缺乏像动物所有的行动自由。

费希纳认为“植物人”安静地生活在它们扎根的地方,它们可能感到奇怪,为什么人类这种两足动物如此奔忙?“除了跑、叫、吞食之外,它们在安静中开花,放出香味,以露珠解渴,生长蓓蕾以表示情意,难道不是灵魂?”费希纳问道,“花朵难道不是发出香味来彼此沟通联系,用这种比人类的语言和呼吸更为愉快的方式来理解彼此的存在吗?除了相爱的情人之间,谁能以这种微妙的方式,谁能发出这种自然的芳香来表现自己呢?”

费希纳说:“从内部发出声音,从内部发出香味,正如同人在黑暗里可以从声音中听出是谁,花在黑暗中也可以从香味中彼此辨认。它们都具有一切物体的原本的灵魂。”这位德国先哲断然认为,人类呼出二氧化碳供植物呼吸,死后的尸体又肥沃植物,难道这不是终极目的之一吗?花朵和树木不也是最后同泥土、水、空气、阳光一起将人类躯体化作光辉灿烂、色彩斑斓的各种花朵吗?揭开地衣之谜

地衣并不是一种植物,而是两种不同的植物亲密地、彼此互相依赖地生活在一起,生物学家把这称为互生现象。这两种植物的名字叫水藻和真菌。水藻是一种低等的绿色植物,在房后和枝干背阴处,以及潮湿的石头上都可以找到它。真菌就是蘑菇一类的植物。它们互相依靠,共同生活。正是由于这样一种互惠共生的关系,才使地衣具有强大的生命力和适应性。然而也有人对这一观点提出质疑。大自然的拓荒者

在地球上,几乎到处都可见到地衣的足迹,种类很多,全世界被命名的地衣达两三万种。它的生命力极强,能够在其他植物不能生存的环境中生存,像高山峻岭、北极荒原、热带沙漠都可见到它的身影,就连冰天雪地的南极,也发现了400多种地衣。它们生存的条件也十分简单,既不需要土壤,也不需要栽培,可以在光秃秃的岩石上、砖瓦上、木头上、田野上,也就是在毫无生气的荒凉之地生长。所以,人们送给它许多美丽的称号:“大自然的拓荒者”、“植物王国中的开路先锋”。▲地衣互惠共生说

尽管地衣的种类这样多,分布这样广,可长期以来,人们对它们的生理现象并没有弄明白。起初,多数科学家认为地衣是一种藻类,也有的认为是菌类。直到1867年,地衣之谜才被瑞士—德国著名微生物学家西蒙·施文德纳揭开,后来,著名的真菌学权威狄巴利等人又对地衣的互惠共生现象做了全面描述。至此,人们对地衣才有了进一步的认识。

原来,地衣并不是一种植物,而是两种不同的植物亲密地、彼此互相依赖地生活在一起,生物学家把这称为互生现象。这两种植物的名字叫水藻和真菌。水藻是一种低等的绿色植物,在房后和枝干背阴处,以及潮湿的石头上都可以找到它。真菌就是蘑菇一类的植物。经过研究,科学家们认为,真菌已经失去了制造自身需要养料的能力,但却有吸收大量水份的能力。水藻的生存本领很大,只要把它放在潮湿的空气中,就能从空气中吸取它所需要的养料。可要把水藻放在干燥的空气中,它就会枯黄。水藻这一奇特的本领正好弥补了真菌的弱点,它为真菌提供碳素营养。如果地衣的共生藻是蓝藻,它还能从大气中固氮,供自身及共生菌同化作用之用。而真菌又为水藻提供足够的水份、矿物质和保护。就这样,它们互相依靠,共同生活。正是由于这样一种互惠共生的关系,才使地衣具有如此之强的生命力和适应性。寄生说

这种观点具有很强的说服力,被许多生物学家所接受和认可。可是,后来人们通过现代化的手段对地衣进行了研究,发现互惠共生说有一个致命的漏洞:科学家们查明,水藻提供给真菌糖醇,却没发现真菌提供给水藻什么东西。说明互惠共生说难以成立。在1902年,苏联地衣学家亚历山大·伊莱金在施文德纳的“寄生假说”基础上,提出了“受控制寄生”的观点。1982年,美国克拉克大学生物学家弗农·阿曼特杰重新提出寄生假说,但这种寄生现象是受某种方式控制的,并被自然界中具有抗性的藻类所改变。

阿曼特杰经过实验发现,真菌只能与共球藻属中的某些种类形成初生地衣体,却不能同其他藻类形成地衣体。其他藻类的细胞会受到真菌的吸收或胞内菌丝充满而死去。阿曼特杰认为,所谓菌、藻共存是相对的。事实上,真菌比任何物质更容易杀死藻类,它们之所以会共存,是因为藻类对真菌能产生植物抗毒素或具有较高抗性的细胞壁。所以被杀死的速度较慢,使被杀死的和新生的藻细胞处于一种平衡的状态,并能不断为真菌输送养料。而那些对真菌没有足够抗性的藻类,就会被真菌杀死,因为被杀死的细胞与新生的细胞不能成比例。阿曼特杰得出结论说:藻类从真菌内并未得到什么好处,而且还不得不与真菌进行生命的抗争。他推论说,地衣也许是真菌遇到一些具有抗性的藻类,并依附其上,勉强发育出的一种特殊生物。

真菌

真菌一词的“拉丁文”Fungus原意是蘑菇。真菌是生物界中很大的一个类群,世界上已被描述的真菌约有1万属12万余种,真菌学家戴芳澜教授估计中国大约有4万种。按照林佘的两界分类系统,人们通常将真菌门,分为鞭毛菌亚门、接合菌亚门、子囊菌亚门、但子菌亚门和半知菌亚门。其中,担子菌亚门是一群多种多样的高等真菌,多数种具有食用和药用价值,如银耳、金针菇、竹荪、牛肝菌、灵芝等,但也有豹斑毒伞、马鞍、鬼笔草等有毒种。植物的睡眠

人们工作了一天,到了晚上需要睡眠,以恢复精力。动物活动了一天,晚上也需要睡眠。于是你可能会问:那么,植物也会“睡眠”吗?研究者告诉你的答案是肯定的。许多植物在白天里的叶片朝阳舒展,以便最大限度地沐浴阳光,进行光合作用,而到了夜晚,它们却把叶子垂下或折起来“休息”。叶子的睡眠

其实,如果你稍加留意的话,就会发现像花生、菜豆、合欢等植物,在白天里它们的叶片朝阳舒展,以便最大限度地沐浴阳光,进行光合作用,而到了夜晚,它们却把叶子垂下或折起来“休息”。人们把这种现象称为“感夜运动”,又叫它“睡眠运动”。

每逢晴朗的夜晚,我们只要细心观察周围的植物,就会发现一些植物已发生了奇妙的变化。比如公园中常见的合欢树,它的叶子由许多小羽片组合而成,在白天舒展而又平坦,可一到夜幕降临时,那无数小羽片就成对成对地折合关闭,好像被手碰撞过的含羞草叶子,全部合拢起来,这就是植物睡眠的典型现象。

有时候,我们在野外还可以看见一种开着紫色小花、长着三片小叶的红三叶草,它们在白天有阳光时,每个叶柄上的三片小叶都舒展在空中,但到了傍晚,三片小叶就闭合在一起,垂下头来准备睡觉。花生也是一种爱睡觉的植物,它的叶子从傍晚开始,便慢慢地向上关闭,表示白天已经过去,它要睡觉了。以上只是一些常见的例子,会睡觉的植物还有很多很多,如酢浆草、白屈菜、含羞草、羊角豆……▲叶子也要睡眠花朵的睡眠

不仅植物的叶子有睡眠要求,就连娇柔艳美的花朵也要睡眠。例如,在水面上绽放的睡莲花,每当旭日东升之际,它那美丽的花瓣就慢慢舒展开来,似乎刚从酣睡中苏醒,而当夕阳西下时,它又闭拢花瓣,重新进入睡眠状态。由于它这种“昼醒晚睡”的规律性特别明显,才因此得此芳名“睡莲”。

各种各样的花儿,睡眠的姿态也各不相同。蒲公英在入睡时,所有的花瓣都向上竖起来闭合,看上去好像一个黄色的鸡毛帚。胡萝卜的花,则垂下头来,像正在打瞌睡的小老头。更有趣的是,有些植物的花白天睡觉,夜晚开放,如晚香玉的花,不但在晚上盛开,而且格外芳香,以此来引诱夜间活动的蛾子来替它传授花粉。还有我们平时当蔬菜吃的瓠子,也是夜间开花,白天睡觉,所以人们称它为“夜开花”。达尔文的观点与“月亮理论”

关于植物“睡眠”的有趣现象,达尔文早在1880年所著的《植物的运动能力》一书中就提出来了。他在对植物生长现象的长期观察中发现,沾满露水的叶片,往往比没有露水的叶片更容易遭受冻害或寒害。因为沾有露水的叶片负有重量而运动不便,没有露水的叶片可以运动自如。因此,达尔文认为植物叶片的睡眠运动,可以保护自己在夜间免遭冻害,如果阻止叶片的这种运动,霜冻和冷害就容易发生。

可是,后来人们发现,在没有霜冻的地方,植物也会出现“感夜运动”。达尔文的观点却无法解释这种现象。

20世纪60年代,随着科学家们对植物“睡眠运动”研究的进一步深入,解释这种现象的许多假说纷纷被提了出来。其中在当时最为流行的是“月光理论”,持这种观点的人认为,植物叶片的“睡眠运动”,可以保护植物免遭月亮的侵害。因为过多的月光照射,会干扰植物对昼夜长短(光周期)的适应。然而,后来人们发现,许多不具有光周期现象的热带植物,同样也会出现“睡眠运动”,用“月亮理论”对此很难作出解释。

美国科学家恩莱特用一种敏感的测温探针,在夜间测量蚕豆叶片温度时发现,水平方向(不进行“睡眠运动”)叶片的温度,总是比垂直方向(进行“睡眠运动”)叶片的温度要低将近1℃。这一测试结果,似乎证实了达尔文观点的正确性。实验表明,这小小的温差(小于1℃),却可以减缓叶片的生长。由于具有“睡眠运动”习性的植物,比没有“睡眠运动”的植物生长速度要快些,因此也具有更强的生存竞争能力。▲植物睡眠是为防霜冻吗

但是,不管是达尔文的观点,还是“月亮理论”,都没有对植物“睡眠运动”做出圆满的解释。因此,植物“睡眠”之谜,还有待进一步研究。植物的防御武器

尽管植物随时面临着微生物、动物和人类的欺凌,却仍然郁郁葱葱、生机勃勃,生活在地球的每一个角落。植物虽然从生到死坚守住一方土地,但也有一套保护自己的方法和防御武器。原始的防御武器

我们到野外旅游时,总有一种感受,就是在进入灌木丛或草地时,要注意别让植物的刺扎了。北方山区酸枣树长的刺,就挺厉害。酸枣树长刺是为了保护自己,免遭动物的侵害。别的植物长刺也是这个目的。就拿仙人掌或仙人球来说吧,它们的老家本来在沙漠里,由于那里干旱不雨,它的叶子退化了,身体里贮存了很多水分,外面长了许多硬刺。如果没有这些刺,沙漠里的动物为了解渴,就会毫无顾忌地把仙人掌或仙人球吃了。有了这些硬刺,动物们就不敢碰它们啦。田野里的庄稼也是这样,稻谷成熟的时候,它的芒刺就会变得更加坚硬、锋利,使麻雀闻到了稻香也不敢轻易地吃它一口,连满身披甲的甲虫也望而生畏。植物的刺长得最繁密的地方,往往是身体最幼嫩的部分,它长在昆虫大量繁殖之前,抵御它们的伤害。抗虫小麦和红叶棉身上的刚毛,让害虫寸步难行,无法进入花蕾掠夺。在非洲的卡拉哈利沙漠地带,生长着一种带刺的南瓜,当它受到动物侵犯的时候,它的刺就会插进来犯者的身上,因此许多飞禽走兽见到它,就自动躲开了。植物身上长的刺,就像古代军队使用的刀剑一样,是一种原始的防御武器。

为了抵御病菌、昆虫和鸟类的袭击,一些植物长出了各种奇妙的器官,就像我们人类的装甲一样。比如蕃茄和苹果,它们就用增厚角质层的办法,来抵抗细菌的侵害;小麦的叶片表面长出一层蜡质,锈菌就危害不了它了。抗虫玉米的装甲更先进,它的苞叶能紧紧裹住果穗,把害虫关在里面,叫它们互相残杀,弱肉强食,或者将害虫赶到花丝,让它们服毒自尽。

比起它们来,蝎子草的武器就先进多了。这是一种荨麻科植物,生长在比较潮湿和荫凉的地方。蝎子草也长剌。但它的刺非常特殊,刺是空心的,里面有一种毒液。如果人或动物碰上,刺就会自动断裂。把毒液注入人或动物的皮肤里,引起皮肤发炎或瘙痒。这样一来,野生动物就不敢侵犯它们了。▲酸枣树

植物体内的有毒物质,是植物世界最厉害的防御武器。龙舌兰属植物含有一种类固醇,动物吃了以后,会使它的红血球破裂,死于非命。夹竹桃含有一种肌肉松驰剂,别说昆虫和鸟吃了它,就是人畜吃了也性命难保。毒芹是一种伞形科植物,它的种子里含有生物碱,动物吃了,在几小时以内就会暴死。另外,乌头的嫩叶、藜芦的嫩叶,也有很大的毒性,如果牛羊吃了,也会中毒而死,有趣的是,牛羊见了它们就躲得远远的。巴豆的全身都有毒,种子含有的巴豆素毒性更大,吃了以后会引起呕吐、拉肚子,甚至休克。有一种叫“红杉”的植物,含有毒素,叶蝉咬上一口,就会丧命。有的植物虽然也含有生物碱,但只是味道不好吃,尝过苦头的食草动物就不敢再吃它了。它们使用的是一种威力轻微的化学武器,是纯防御性质的。▲龙舌兰各种“生物化学”武器

有的植物还拥有更先进的“生物化学武器”。它们体内含有各种特殊的生化物质,像蜕皮激素、抗蜕皮激素、抗保幼激素、性外激素什么的。昆虫吃了以后,会引起发育异常,不该蜕皮的,蜕了皮;该蜕皮的,却蜕不了皮;有的干脆失去了繁殖能力。近30多年来,科学家曾对1000多种植物进行了研究,发现其中有200多种植物含有蜕皮激素。由此可见,植物世界早就知道使用生物武器了。

古代人打仗的时候,为了防止敌人进攻,就在城外挖一条护城河。有一种叫“续断”的植物,也知道使用这种防御办法。它的叶子是对生的,但叶基部分扩大相连,从外表上看,它的茎好像是从两片相接的叶子中穿出来一样,在它两片叶子相接的地方形成一条沟,等下雨的时候,里面可以存一些水。这样一来,就成了一条护城河,如果害虫沿着茎爬上来偷袭,就会被淹死,从而保护了续断上部的花和果。

激素

激素(Hormone)音译为荷尔蒙。希腊文原意为“奋起活动”。激素是调节机体正常活动的重要物质。它们中的任何一种都不能在体内发动一个新的代谢过程。它们也不直接参与物质或能量的转换,只是直接或间接地促进或减慢体内原有的代谢过程。如生长和发育都是人体原有的代谢过程,生长激素或其他相关激素增加可加快这一进程,减少则使生长发育迟缓。激素对人类的繁殖、生长、发育、各种其他生理功能、行为变化以及适应内外环境等,都能发挥重要的调节作用。一旦激素分泌失衡,便会带来疾病。种军车开不起来,可以达到兵不血刃的效果。让人惊奇的是,有一种叫瞿麦的植物,也会使用这种先进武器。这种植物特别像石竹花,当你用手拨它的时候,会感到粘乎乎的。原来在它的节间表面,能分泌出一种粘液,像上了胶水一样。它可以防止昆虫沿着茎爬上去危害瞿麦上部的叶和花。当虫子爬到有粘液的地方,就被粘得动弹不了了,不少害虫还丧了命。

有趣的是,在这场植物与动物的战争中,在植物拥有各种防御武器的同时,动物也相应地发展了自己的解毒能力,用来对付植物。像有些昆虫,就能毫无顾忌地大吃一些有毒植物。当昆虫的抗毒能力增强了的时候,又会促使植物发展更新威力更强的化学武器。▲瞿麦寄生植物之谜

所有的寄生被子植物,不论它们的形态差别多大,所在“家庭”的亲缘关系相差多远,都无一不具有吸器。寄生植物通过吸器从寄主体内获得水分和养料。可以说,吸器是这些寄生者最重要的器官之一,也是唯一的寄生器官。被子植物家族的畸形儿“我感到十分荣幸,因为我认为自己见到了植物世界中最伟大的奇观——一朵直径足有1码(0.914米)的巨花。说心里话,要是当时没有同伴在场的话,面对这个庞然大物,我一定会感到惊恐万分。我从没有见到过或听说过如此硕人的花朵。”这是英国博物学家詹姆斯·阿诺德见到大王花后不久,写给友人的一段话。

1818年5月,阿诺德与莱佛士一起在苏门答腊南部丛林中发现的这种巨花,不仅在当时堪称世界花王,就是在170余年后的今天,仍使世界上已知的近30万种有花植物的花朵黯然失色。然而,颇为遗憾的是,阿诺德与莱佛士当时仅为大王花的硕大而陶醉,却忽视了另一个同样惊人的奇观——世界花王竟然是世界上最简化的寄生被子植物。它根、茎、叶全无,只有在开花时才神奇地出现在寄主植物爬岩藤接近地面的茎上。它短暂而辉煌的一生,全靠来自寄主体内的水分和养料维持。因此,大王花是一种既令人神往,又难得一见的珍稀植物。▲大王花

今天地球上的芸芸众生,是经过了30多亿年的漫长历史才逐渐演化形成的。在植物世界中,被子植物是进化水平最高的类群。由于它们具有复杂的营养器官——根、茎、叶和完善的生殖器——花、果实,才能使自己在复杂多变的各种环境中生存下来,在严酷的生存竞争中成为优胜者。在生物发展演化的进行曲中,却出现了几个不和谐的音符,被子植物家族中降生了像大王花这样不能自食其力的畸形儿,经过千百万年的演化形成的营养器官,在它们身上完全或部分退化了。

据植物学家统计,在被子植物家族中,有大约3000种寄生植物。它们在不同程度上依靠“窃取”其他植物的水分和养料来维持自己的生活。这些高等食客虽然仅占全体被子植物总数的1%左右,却分布在地球上的各个植物区系中,从赤道到两极,从热带丛林到高寒草地,从干旱的沙漠到潮湿的沼泽……几乎到处都留下了它们不劳而获的劣迹。它们为了适应各自的生活环境,可谓“八仙过海,各显其能”,不仅形态纷呈,而且寄生方式也各有高招。有的仅为高不逾寸的小草,寄生在别的植物根上,如矮生豆。

有的能长成十几米高的乔木,如白檀树。有的一生大部分时间都在地下度过,只有开花时才将花序伸出地面,如肉苁蓉;有的则终生“脚不着地”,被其他树木高高举在空中,如槲寄生。自古以来,形形色色的寄生植物就与人类发生了复杂的关系。它们那奇特的形态和生活方式,令古人迷惘和推崇,也给现代人留下了许多没有解开的谜团。▲槲寄生是朋友,也是敌人

说到寄生植物,人们往往首先想到菟丝子,因为这类无根无叶的寄生者,不仅分布广随处可见,而且很早就在我国出了名。据考证,在《诗经》中菟丝子就以“唐”这个名称出现了。在以后的文献中,它不仅被广为收载,而且名称众多,如蒙、王女、菟芦、鸦萝、赤网、兔丘、菟缕、菟累、野狐丝、金线草、无根草、缠豆藤、莫娘藤、无娘藤……等。其中尤以历代本草的记载和菟丝子之名最著名。早在东汉时成书的《神农本草经》中,菟丝子已被列为药中上品。2000年来,中医一直视它的种子为补肝肾、益精髓、明目的良药。其次,菟丝子那宛若金丝缠绕附着于其他绿草身上的轻盈体态,散发出阵阵清香的白色钟形小花,无根无叶却生长自如的奇异特性,历来曾引发过不少文人墨客的诗兴。1000多年前,南朝诗人谢眺曾咏道:“轻丝既难理,细缕竟无织。烂漫已万条,连绵复一色。安根不可知,萦心终不测。所贵能卷舒,伊用蓬生直。”唐代人诗人李白也曾写下了“君为女萝草,妾作菟丝花。轻条不处引,为逐春风斜”的名句。

但也正是这种受医家推崇、文人吟咏,貌似柔弱的“无根草”,使被附着植物深受其害。它尤爱伤害豆类植物。一旦侵入农田,就会造成作物严重减产,要想清除势必造成作物、杂草两败俱伤,今天仍是农民十分厌恶的农田恶性杂草之一,有“魔王的丝线”之称。那么这类寄生者又是如何伤害其他植物的?“魔王”的魔力何在呢?▲菟丝子

如果运用现代的植物学知识和手段,全面观察菟丝子的一生,便会发现,“无娘藤”也是在大地母亲的怀抱中长大的。每当春暖花开之时,菟丝子的种子便在田野中萌发了。它向泥土深处伸出根系,以便得到大地的支持;向上将细嫩的茎探出土壤,开始搜寻寄生的对象,一旦遇到较称心的寄主后,便迅速缠绕上去。这时它的茎表皮细胞开始向寄主茎的方向形成指状突起,并逐渐穿过其表皮、皮层,直达“运输大动脉”一维管组织,使其中的水、无机盐和有机物等改道,源源不断地流入自己体内,开始了“吸血”的寄生生活。此时的菟丝子已在寄主身上生了根,于是土壤中的根便死去了,与大地母亲断绝了关系。

在阳光充足、温暖、湿润的气候条件下,菟丝子生长十分迅速,每天茎可伸长10厘米左右,而且分枝极多,甚至有如一张巨大的金丝网,罩住了成片的绿草或豆类作物。在菟丝子旺盛生长的同时,被寄生的植物却日渐憔悴,尽管它们的根系在拼命地吸收水分和无机盐,绿叶作通过光合作用不断合成有机物质,却入不敷出,不得不忍饥挨饿,轻者生长发育不良,重者往往没等到开花结果便夭折了。而菟丝子在夏秋之际却花丰果盛,一派繁荣景象。

由此可见,菟丝子之所以能脱离大地,舍去绿叶,过完全寄生的生活,全靠茎上形成的伸入寄主体内的“第三只手”。科学家给它起了一个形象的名称——吸器(又称吸根)。吸器是什么

当我们在电影、电视中见到鲸、海豚等在大海中尽情遨游的场景时,很难想象这些具有鱼一般外形的哺乳类,其祖先也曾是靠四肢行走的陆生动物。但在它们身上,科学家确实找到了四肢退化的证据。

在植物世界,也不乏类似的情况。寄生植物某些营养器官的退化和适应寄生生活的新器官的发达,就是极好的例证。纵观所有的寄生被子植物,不论它们的形态差别多大,所在“家庭”的亲缘关系相差多远,都无一不具有吸器。可以说,吸器是这些寄生者最重要的器官之一,也是唯一的寄生器官。《神农本草经》《神农本草经》,简称《本草经》或《本经》,中国现存最早的药学专著。由炎帝尝百草后,后人撰写,成书于东汉,并非出自一时一人之手,而是秦汉时期众多医学家总结、搜集、整理当时药物学经验成果的专著,“神农”为托名。全书分三卷,载药365种(植物药252种,动物药67种,矿物药46种),分上、中、下三品,文字简练古朴,是对中国中草药的第一次系统总结。其中规定的大部分药物学理论和配伍规则以及提出的“七情合和”原则在几千年的用药实践中发挥了巨大作用,被誉为中药学经典著作。

寄生植物通过吸器从寄主体内获得水分和养料的事实,在人们看来似乎已十分明了。但细分析起来,又不那么简单,其中有些谜团至今仍未解开。以往科学家们普遍认为,吸器如同连结寄生植物与寄主“运输系统”的桥梁。但近年的研究结果表明,吸器具有复杂的结构和生理功能,它不仅担负着运输的任务,而且还具有“消化”的作用。因为寄生植物所有的有机物与寄主体内合成的有机物不尽相同;寄主不同,有机物也会有差异。只有能将来自异体的物质,转化为更合自己“口胃”的“食物”,寄生才是成功的。此外,遇到寄主是有毒植物时,寄生植物还必须具有解毒的本领。因此,吸器不仅仅充当了桥梁的角色,而且还是一座化学工厂。但目前,人们对这些化工厂的具体工艺流程和生产情况还所知甚少。

生物体上的任何器官,都是长期演化的结果,吸器也不例外。但这种器官是如何产生的,目前尚无定论,科学家中主要有两种截然不同的观点。以往普遍认为:吸器是由根演化来的。当两株独自生长的植物,它们的根不期而遇时,往往会紧紧地靠在一起,时间长了就会合二而一,像今天在森林中形成的“连理根”那样。这种自然嫁接的结果,使两者的维管组织通连,形成水分和养料的交流。1973年,美国加州大学欧文分校的彼得·阿扎特独树一帜,提出了一种与上述观点截然不同的理论。他认为,吸器的形成是微生物寄生的结果。吸器与崎形的根和仅发生了一些一般变化的根相比,更接近前者,因此吸器与由于细菌侵染在植物体上形成的肿瘤有关。种植紫菜的新纪元

1955年,中国海洋生物学家曾呈奎揭示了紫菜生活史的全过程,解决人工繁殖紫菜的孢子来源。此后,全世界的紫菜养殖才进入全人工化生产时期,产量开始得到大幅度提高。他进而又在实验室内证实了秋季海面上出现的大量孢子正是养殖紫菜需用的壳孢子,从而结束了养殖紫菜靠大自然恩赐“种子”的历史,开启了科学种植紫菜的新纪元。曾呈奎的海藻梦

曾呈奎(1909~2005),生于福建厦门,数十年来致力于海洋植物学的教学和海藻学的研究,是我国海藻学的奠基人。他查清了我国海藻资源的分布及区系特点,弄清了紫菜的生活史,解决了有重要经济价值的紫菜、海带栽培和海带南移栽培中的关键问题。首次在中国发现了原绿藻,开拓了海藻比较光合作用和进化的研究领域,丰富了生物进化的理论。首先提出并阐明海洋水产生产必须走农牧化的道路,推动了我国海洋水产事业的发展,对世界水产事业产生了影响。

曾呈奎有一句名言:“我要给人们饭桌上添几道菜。”解放前,他目睹了广大农民食不果腹、衣不遮体的惨况。当他看到当地人采集野生的紫菜、萝带和礁膜等海藻充饥时,一种想法油然而生:人们既然可以在陆地上种庄稼,为什么不能“耕海”产海藻,海藻梦可实现他解救劳苦大众的愿望。他取名“泽农”,以明心志。▲曾呈奎成为头号海带生产大国

中国原本不产海带,主要靠从日本等国进口。这是因为海带是一种喜欢低温的孢子植物,我国海区由于夏天水温高,又加上北方海区是少氮的瘦水区,海带自然无法生存。▲海带

曾呈奎和一些海洋生物学家都把注意力集中到海带能否在中国进行人工栽培的自主科学研究上。对中国藻类分布、形态生活史研究很深的曾呈奎细心地观察海带在初夏的变化情况,发现海带初夏也放孢子,思路一下子打开了,能不能用夏苗代替秋苗?这个新思路将人工养殖海带引向了成功之路。

曾呈奎与他的助手以及一些科研部门先后培育出海带夏苗,并安全度过炎热的夏天,秋后将苗下海养殖,为海带人工养殖做出了奠基性的工作。曾呈奎又提出陶罐渗漏施肥,对海带生长起到了重要作用。随着切梢增产法、合理密植法、夏苗病害防治法等新方法的诞生,海带养殖南移成功。到1985年,我国年产海带干品25万吨,占全世界年产量的80%,成为世界上头号海带养殖生产大国。解决人工繁殖的难题

紫菜是曾呈奎奉献给人们的又一道美味佳肴。20世纪50年代初,紫菜冬长夏亡的生活史和孢子来源一直是个谜,所以无法人工采苗和养殖,全凭经验和运气从海里捞取野生紫菜养殖,产量甚微。

如果掌握了孢子的来源,便可像农民在土地上种庄稼一样在海里种紫菜。曾呈奎与助手进行研究,于20世纪50年代初得出壳斑藻晚秋生成的孢子、萌发为幼体后长成叶状体紫菜,这是紫菜生活史的结论。

1955年,中国海洋生物学家曾呈奎揭示了紫菜生活史的全过程,解决人工繁殖紫菜的孢子来源。此后,全世界的紫菜养殖才进入全人工化生产时期,产量开始得到大幅度提高。

他进而又在实验室内证实了秋季海面上出现的大量孢子正是养殖紫菜需用的壳孢子,从而结束了养殖紫菜靠大自然恩赐“种子”的历史,开始了科学种植紫菜的新纪元。“壳孢子”一词,就是由曾呈奎定名,得到了国际藻类学界的普遍承认并一直沿用下来。

从20世纪50年代末,他们的成果在沿海推广,使得人工栽培紫菜业迅速发展起来。我国紫菜年产量达1万多吨干品,成为世界上第三大紫菜生产国。▲紫菜杰出贡献

曾呈奎先后发现并报道了上百个新种,二个新属,一个新科;首次发现并报道了西沙群岛原绿藻,组织领导了西沙群岛海洋生物调查研究;创造了海带夏苗低温培育法、陶罐施肥法,完成了商品海带南移栽培实验,使海带在我国长江以南大面积海域栽培成功;提出了紫菜壳斑藻阶段的大量培养方法,并成功地组织领导了我国紫菜的半人工和全人工栽培实验;创造了利用马尾藻为原料提取褐藻胶的方法,并成功地应用在工业生产上;通过海藻光合作用和色素吸收研究,提出了光合生物的进化途径;提出并倡导我国海洋水产生产必须走农牧化道路,提出了在我国发展蓝色农业研究和开展大型底栖海藻栽培以改善日益恶化的海洋环境的必要性,并成功组织领导了海洋水产农牧化实验;提出了我国海洋生物技术研究设想,领导开展了海藻的生物技术研究,建立了我国第一个海藻基因工程研究实验室。

由于曾呈奎在藻类研究中的突出贡献,他于2001年获美国藻类学会杰出贡献奖。

孢子

孢子是生物所产生的一种有繁殖或休眠作用的细胞,能直接发育成新个体。孢子一般微小,单细胞。由于它的性状不同,发生过程和结构的差异而有各种名称。生物通过五性生殖产生的孢子叫“无性孢子”;通过有性生殖产生的孢子叫“有性孢子”。通过孢子进行繁殖的有:蕨类植物,藻类植物,苔藓植物,真菌类等。植物的“喜怒哀乐”

科学家们在实验过程中还发现一个有趣的现象:植物喜欢听古典音乐,而对爵士音乐却不太喜欢。美国科学家史密斯,对着大豆播放“蓝色狂想曲”,20天后,每天听音乐的大豆苗重量,要比未听音乐的大豆苗高出四分之一。巴克斯特的惊人发现

1966年2月的一天上午,有位名叫巴克斯特的情报专家,正在给庭院花草浇水,这时他脑子里突然出现了一个古怪的念头,也许是经常与间谍、情报打交道的缘故,他竟异想天开地把测谎仪器的电极绑到一株天南星植物的叶片上,想测试一下水从根部到叶子上升的速度究竟有多快。结果,他惊奇地发现,当水从根部徐徐上升时,测谎仪上显示出的曲线图形,居然与人在激动时测到的曲线图形很相似。

难道植物也有情绪?如果真的有,那么它又是怎样表达自己的情绪呢?尽管这好像是个异想天开的问题,但巴克斯特却暗暗下决心,通过认真的研究来寻求答案。

巴克斯特做的第一步,就是改装了一台记录测量仪,并把它与植物相互连接起来。接着,他想用火去烧叶子。就在他刚刚划着火柴的一瞬间,记录仪上出现了明显的变化。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,甚至超出了记录纸的边缘。显然,这说明植物已产生了强烈的恐惧心理。后来,他又重复多次类似的实验,仅仅用火柴去恐吓植物,但并不真正烧到叶子。结果很有趣,植物好像已渐渐感到,这仅仅是威胁,并不会受到伤害。于是,再用同样的方法就不能使植物感到恐惧了,记录仪上反映出的曲线变得越来越平稳。

后来,巴克斯特又设计了另一个实验。他把几只活海虾丢入沸腾的开水中,这时,植物马上陷入极度的刺激之中。试验多次,每次都有同样的反应。▲田南星

实验结果变得越来越不可思议,巴克斯特也越来越感到兴奋。他甚至怀疑实验是否完全正确严谨。为了排除任何可能的人为干扰,保证实验绝对真实,他用一种新设计的仪器,不按事先规定的时间,自动把海虾投入沸水中,并用精确到十分之一秒的记录仪记下结果。巴克斯特在三间房子里各放一株植物,让它们与仪器的电极相连,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后的6~7秒钟后,植物的活动曲线便急剧上升。根据这些,巴克斯特提出,海虾死亡引起了植物的剧烈曲线反应,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。对植物情感的研究

巴克斯特的发现引起了植物学界的巨大反响。但有很多人认为这难以令人理解,甚至认为这种研究简直有点荒诞可笑。其中有个坚定的反对者麦克博士,他为了寻找反驳和批评的可靠证据,也做了很多实验。有趣的是,他在得到实验结果后,态度一下子来了个大转变,由怀疑变成了支持。这是因为他在实验中发现,当植物被撕下一片叶子或受伤时,会产生明显的反应。于是,麦克大胆地提出,植物具备心理活动,也就是说,植物会思考,也会体察人的各种感情。他甚至认为,可以按照不同植物的性格和敏感性对植物进行分类,就像心理学家对人进行的分类一样。

人们对植物情感的研究兴趣更趋浓厚了。科学家们开始探索“喜怒哀乐”,对植物究竟有多少影响。

有一位科学家每天早晨都为一种叫加纳菇茅的植物演奏25分钟音乐,然后在显微镜下观察其叶部的原生质流动的情况。结果发现,在奏乐的时候原生质运动得快,音乐一停止即恢复原状。他对含羞草也进行了同样的实验。听到音乐的含羞草,在同样条件下比没有听到音乐的含羞草高1.5倍,而且叶和刺长得满满的。

其他科学家们在实验过程中还发现一个有趣的现象:植物喜欢听古典音乐,而对爵士音乐却不太喜欢。美国科学家史密斯,对着大豆播放“蓝色狂想曲”,20天后,每天听音乐的大豆苗重量,要比未听音乐的大豆苗高出四分之一。

看来,植物的确有活跃的“精神生活”,轻松的音乐能使植物感到快乐,使它们茁壮成长。相反,喧闹的噪音会引起植物的烦恼,生长速度减慢,有些“精神脆弱”的植物,在严重的嗓音袭击下,甚至枯萎死去。▲大豆苗倾听植物的声音

前苏联科学家维克多做过一个有趣的实验。

他先用催眠术控制一个人的感情,并在附近放上一盆植物,然后用一个脑电仪,把人的手与植物叶子连接起来。当所有准备工作就绪后,维克多开始说话,说一些愉快或不愉快的事,让接受试验的人感到喜悦或悲伤。这时,有趣的现象出现了。植物和人不仅在脑电仪上产生了类似的图像反应,更使人惊奇的是,当试验者高兴时,植物便竖起叶子,舞动花瓣,当维克多在描述冬天寒冷,使试验者浑身发抖时,植物的叶片也会瑟瑟发抖,如果试验者为感情变化而忧伤,植物也出现相应的变化,浑身的叶片会沮丧地垂下“头”。

为了能更彻底地了解植物如何表达“感情”的奥秘,英国科学家罗德和日本中部电力技术研究所的岩尾宪三,特意制造出一种别具一格的仪器——植物活性翻译机。这种仪器非常奇妙,只要连接上放大器和合成器,就能够直接听到植物的声音。

研究人员根据对大量录音记录的分析发现,植物似乎有丰富的感觉,而且在不同的环境条件下会发出不同的声音。例如,有些植物的声音会随着房间中光线明暗的变化而变化,当它们在黑暗中突然受到强光照射时,能发出类似惊讶的声音。有些植物遇到变天、刮风或缺水时,会发出低沉、可怕和混乱的声音,仿佛表明它们正在忍受某种痛苦。在平时,有的植物发出的声音好像口笛在悲鸣,有些却仿佛是病人临终前发出的喘息声。还有一些原来响声很难听的植物,当受到温暖适宜的阳光照射或被浇过水以后,声音会变得较为动听。

尽管有以上众多的实验依据,但关于植物有没有感情的探讨和研究,迄今还没有得到所有科学家们的肯定。不过在今天,不管是有人支持还是有人反对、怀疑,这项研究已发展成为一门新兴的学科——植物心理学。在这门崭新的学科中,有无数值得深入了解的未知之谜,等待着人们去探索和揭晓。▲植物园中安装植物助长仪种子的寿命

不要以为种子待在那儿一动不动,就是“死”的。其实呀,种子在离开它的“妈妈”以后,就有独立的生活能力了。在种子里,有堆满营养物质的仓库。种子,能够忍受严寒与酷热,它里面的细胞,一直在顽强地活着,不停地进行呼吸。长寿的古莲子

1952年,我国科学家在辽宁省新金县泡子屯村地下的泥炭里,

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