启发青少年的100个奇异植物故事(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-07-06 09:01:29

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作者:竭宝峰

出版社:辽海出版社

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启发青少年的100个奇异植物故事

启发青少年的100个奇异植物故事试读:

前言

青少年朋友,科学人人都向往,可是你究竟了解多少科学的奥秘呢?光线能像水一样弯曲地流动,随手扔针居然得到了圆周率,机器人受不了人的折磨自己逃跑了,巨石竟然怕人挠痒痒,裙子能爆炸,小鸡也会得脚气病,植物也有各种血型,一束玫瑰传递了43年才到恋人的手中……这些话题是否让你倍感惊奇呢?

科学的世界奇妙无穷,处处都有令人惊奇的神秘发现。有的是貌似简单的现象,却蕴含着深奥的科学知识,甚至至今仍无法解释,有的是貌似纷繁芜杂的现象,其背后隐藏的科学知识竟然是如此简单!或许,看完本书,你除了羡慕先行者的天才、勤奋和运气外,也会幻想有朝一日自己也能有惊人的发现,因为惊奇很可能时刻都围绕在你身边。

本书从自然科学、理论科学到应用科学,涉及了广阔的科学领域。我们精选了若干个内容各异的惊奇故事,把更多意想不到的科学探索内情,生动地告诉你。在故事的编排上,我们摒弃了以往科技史式的教条罗列,而是依照每个探秘故事吸引力的强度,调整了其先后顺序,希望能给读者带来更多的阅读享受。

本书虽然不能穷尽所有的科学探秘故事,但我们相信,它能给广大读者带来各种启发,让读者从这些惊奇的探秘故事中找到阅读的乐趣,学到知识。但愿本书能够成为读者喜爱科学、学习科学、投身科学研究的“催化剂”。

任何现象的背后都有学问,更多的科学道理在等待你去发现,睁大你的眼睛,在惊奇中展开一次科学探秘之旅吧!“相信上帝,太阳绕地球转;相信科学,地球绕太阳转。”本书是献给尊重科学、学习科学,创造科学的青少年。过去培根说:“知识就是力量。”今天我们说:“科学就是力量。”科学是智慧的历程和结晶。从人类期盼的最高精神境界讲,朝朝暮暮沿着知识的历程,逐步通向科学的光辉圣殿,是许多有志于自我发展的青少年晶莹透明的梦想!《启发青少年的千万个科普故事》共分十册:

1、启发青少年的100个科学发现故事;

2、启发青少年的100个科学探险故事;

3、启发青少年的100个海洋探索故事;

4、启发青少年的100个天外探秘故事;

5、启发青少年的100个珍奇动物故事;

6、启发青少年的100个奇异植物故事;

7、启发青少年的100个科学幻想故事;

8、启发青少年的100个科学探秘故事;

9、启发青少年的100个神秘消失故事;

10、启发青少年的100个惊险离奇故事。

本书由竭宝峰任主编,王娟、李天民任副主编,参加编写的有王江华、张静、李艳花等同志。

我们的愿望是:让年轻人巡礼前人重大的科学发明历程,实实在在地激发起进一步创造发明的欲望和灵感,给这个尚在建设之中的世界带来智慧的光芒!这权且作为我们细心阅读科学文明史的一点体会,以求有助于社会,兑现顾炎武所说的那句名言“国家兴亡,匹夫有责”。但愿让科学的智慧之花绽开年轻人的精神家园。

植物水上种植之谜

在传统的农作物栽培中,人们普遍流传着“水不能旱种、旱不能水植”的顺口溜。在农作物的栽培书上,人们把农作物的根系分为两大类,一类是直根系,就是有明显的主根,而长得较长。如白菜、甘蓝、萝卜、油菜等,它们非常适应在干旱的土壤中种植,因此也叫旱地作物。另一类是须根系,植物的主根较短,或者不明显,侧根或不定根很发达,如水稻、小麦、苜蓿、大葱、草莓等。这些作物,有的适合旱地种植,有的适合水田种植。

可是,中国水稻研究所的科技人员,针对植物能否在水上种植之谜问题,从1989年开始进行探索性试验研究,其目的是:①探讨设计一种能支持植物从幼苗生长直至成熟收割载用的浮体;②探索供给水上种植植物根系生长所需要的物质途径和施肥方法;③摸索一套能适合水上种植并高产稳产的栽培技术和措施。1989年,试验初步获得成功。1990年,他们又在此基础上进行了一些改进和完善。特别是连续两年水上种植的水稻平均亩产达到400公斤以上,为了不使这些种植水稻的泡沫塑料浮体闲着,秋季又在浮体上种植了小麦、油菜、草莓等旱地作物,结果也一举获得了成功。更为奇妙的是油菜作物,它属于直根系旱地生长植物,主根能从浮体的打孔眼中一直长到沟底,最长的主根达3米左右长,几乎是沟有多深,根有多长,这在国际科学界从未有过报道。

过去,人们只做过这样的试验,如果把油菜、小麦、草莓等旱地作物,像水稻、荸荠等水田作物一样种在水田里,不久就会烂根死亡。那么,油菜、小麦等旱地作物为什么能在水面浮体上种植,而且它们的根系长年累月泡在江河湖泊之中,这水中又有那些要素使它们的根系不发黑和腐烂呢?这至今仍然是个难解之谜。

植物水上种植的研究成功,不仅为缓解我国因人口持续增长、耕地面积逐年减少、粮食日趋紧张的矛盾找到新的出路。同时,也为我国大面积地利用和开发水面,推动植物水上种植的科学理论,提供了广阔的前景。

棉花开花颜色之谜

棉花种在地里,当它长到七八张叶子的时候,就开始开花。最有趣的是,棉花的花刚开时是乳白色,不久,逐渐变成浅黄色,四五个小时后,开始转变成粉红色。第二天,逐渐变成紫红色。不了解这种秘密的人还以为棉花能开不同颜色的花呢。棉花的花为什么会变颜色呢?科学研究认为,它的花瓣中含有花青素,花青素在酸性的环境条件下呈红色,在碱性的环境条件下呈蓝色。花青素本来没有颜色的,所以人们亦叫它五色花青素。棉花初开时,花瓣中的色素主要是无色花青素,所以看上去是乳白色。当花开了以后,花青素就慢慢增多,尤其是随着植物的呼吸作用,花瓣中的酸性亦不断增加,这样,使花青素在酸性的环境条件下出现红颜色。

人们不仅要问,棉花花中的花青素为什么会逐渐增多呢?科学界普遍认为与太阳光照有关系,在晴天,阳光充足,花的颜色就变的快;可在阴雨天,颜色就变得慢。人们还做过这样的试验,用有颜色的纸盖住棉花花的某一部分,使它不受阳光的照射,几小时后,被盖住的部分颜色就浅。如果有意把花苞叶剥去,使花的基部也能晒到阳光,结果花的基部也照常能够变红色。同时,科技人员还发现,花的颜色变化与外界温度高低关系也很大。高温干旱,颜色就变得快,阴天凉爽,花的颜色就变得慢。

但是,棉花品种不同,花的颜色也就不一样。如陆地棉和亚洲棉的花是乳白、浅黄到紫红色;海岛棉的花多为柠檬黄到金黄色。此外,人们在棉花育种过程中,还发现了少数野生棉花的花还有其他颜色,而且从开花到花的脱落,变化很小,这就向我们提出了一个新的探讨问题,棉花的花颜色变化,不一定光是酸碱度引起的,可能还与它的先天性和其他因素有关。

植物寿命之谜

植物的寿命到底有多长,这至今仍是个不解之谜。人们常说:“铁树开花,终生难盼”。其实,铁树的寿命并不算长。

在我们常见的植物中,相对来说,菌类植物寿命最短;其次是水稻、玉米、大麦等禾本科植物;树木的寿命明显长于其他植物。但在高大多乔木中,松树,柏树,杉树等寿命又明显长于果树、油茶树等经济作物。

人们已经知道,苹果、葡萄、梨、枣、核桃树的寿命在100—400年,槭树、榆树、桦树、樟树等在500—800年,松树、雪松、柏树、银杏、云杉、巨杉等在1500—4000年。能生长4000年的巨杉寿命还不算最长。据有关资料报道,寿命最长的树木可能要算龙血树了。它是一种常绿乔木,最初在非洲发现,可长到20多米高。其中长在北非加那利群岛俄尔他岛上的一棵龙血树,它的寿命已超过6000年,这还是500年以前测定的数字。遗憾的是它没有能活到今天,且在1868年的一场大风暴中被毁。如果不是那场大风把它吹倒,也许至今仍活着呢,甚至再长两三个世纪或者更长。

我国在1500年以前就利用龙血树制成“血竭”中药,主要用于止血和治疗跌打损伤,早在南北朝的药典中就有记载。1000多年来,人们一直对我国是否有龙血树之谜不解,直至1972年,以我国著名植物学家蔡希陶教授为首的云南热带植物研究所的科技人员,终于在云南西双版纳的石灰岩上发现了大片的野生龙血树。目前,仅在云南傣族、拉祜族、佤族三个自治县就发现了野龙血树2万多棵。那么,我国到底有多少龙血树?它们的年龄是多少,一时还说不清。

龙血树的根系很顽强,能深深地扎进石缝中,并引缝通路,以致使它千年常青。

也许人们还没有发现,寿命最长的植物并不是高大的乔木,可能是一些多年生耐旱耐瘠的杂草,如旱不死的仙人掌、落地生根等。在蕨类植物中,还有一种叫卷柏的九死还魂草。生活在干燥的岩石缝里的卷柏,它遇到干旱时,枝条便卷缩成团,不再伸展,雨季一到,卷枝即展开,继续生长。另外,卷柏还可把自己的根从没有水分的土中“拔出”,身子卷成一个圆球,随风滚动,来寻找能适合它生长的地方。这种能“自我搬家”和“游牧”生活的植物,是其他植物所不能比拟的。既然卷柏和落地生根等植物有这些特殊的本领,那它们寿命或年龄就很难计算清楚了。

粘菌“植物”之谜

1992年8月,陕西省周至县尚村乡张寨村农民杜战盟,到邻县永安村边的渭河中打捞浮柴。

偶然,他感到左脚踩着了一大块软乎乎的东西。他把它拖到河边一看,原来是一堆“烂肉”似的东西。在伙伴们的帮助下,他把这团“烂肉”拉回家,一秤有23.5公斤。

他切下一小块煮食,味道独特,十分好吃。但没有想到,3天后,“肉团”已长成35公斤。

杜战盟一家惊讶不已。他随即赶到县城,向有关部门报告了这一怪事。

西北大学生物系教师杨兴中闻讯后,匆匆赶到杜战盟家中。他看着那个奇怪的东西放在一个盛满水的大铁锅中。经测量,长75厘米,宽50厘米,周长110厘米,通体为褐黄色,局部呈珊瑚孔状;内部呈白色,有明显分层,手感柔软。这位从事生物教学和研究的老师一下愣住了。他也弄不明白眼前的“怪物”是什么。

西安市市长崔林涛指示,由市科委组织西北大学、西安医科大学、西安动物研究所等科研单位进行鉴定。

经生化、生理、动物、植物、细胞、微生物、真菌等方面的13位专家从呼吸、蛋白质含量、活体培养、动物、植物器官和真菌分离等方面对其进行了测定,结果却令专家们惊喜万分。

这团“烂肉”既有原生动物特点,又有真菌特点,是世界罕见的大型粘菌复合体,也是我国首次发现的珍稀生物,有较高的科学研究价值。

目前,粘菌的研究在国际上还是项空白,属于世界生物或植物学领域的一大攻关课题。但是,粘菌旷世罕有,全世界仅有我国唐代珍贵文献和1973年美国达拉斯加有过两次类似的记载和发现。唐代的记述简单,不足为科学鉴定的依据。

美国的发现,由于对粘菌保管不善,3个星期便死去,美国研究人员后悔不迭。

1992年10月26日,日本明仁天皇访问西安市。参观了这个大型粘菌复合体,在海洋生物研究方面有着很深造诣的明仁天皇,用手触摸这个“怪物”说:“谢谢你们让我参观这样稀有的东西。”

据西北大学的专家们说,该生物还活着,并且已经长到39公斤。研究人员把它放进一个放有自来水的大玻璃缸中,它仍然以3%的增长速度生长着。

据有关文献记载,粘菌属粘菌门,是介于动物和植物之间的一类生物体。生活史中,有一段具动物性,有一段具植物性。

究竟粘菌是植物还是动物,因为它罕见稀有,人们对它研究甚少,但有一点可以肯定,由于它至少具有上述两种物体的特征,因此有很高的研究价值。

植物“吃”动物

据不完全统计,自然界有500多种植物能“吃”动物,其中猪笼草和冬虫夏草就是两种专食动物的奇妙植物。

猪笼草,生长在我国华南一带,它的“吃”虫技艺非常巧妙,它叶片中脉长着卷须,可以用来攀着其他东西向上生长。

卷须的顶部长着一个像瓶子样的囊状物,瓶口上有一个能开能关的“盖”子,“瓶”内装有一半的平时下雨留下的水液。同时,“瓶”内能分泌出又香又甜的蜜味,爱探险的小昆虫想钻进去偷吃蜜,结果猪笼草凭着灵敏的感觉很快合上“瓶盖”子,同时用早已分泌的物质把小昆虫死死地粘住,美美地饱餐一顿。然后,它再打开那只“瓶盖”,用同样的方法等待着第二、第三、第四个“客人”的到来。

冬虫夏草植物吃动物的方法又不一样,因为冬虫夏草是一种真菌,它属于囊菌纲,是靠寄生在鳞翅目昆虫蝙蝠蛾的幼虫身体中生长的。当冬天,幼虫躲在土壤中,冬虫夏草菌就侵入幼虫的体内进行生长,并分解吸收幼虫体内的物质,生长成菌丝体。通过从冬天到夏天这段时期,菌丝逐渐把幼虫内部的肌体全部“吃光”,最后只剩下了死虫的一层皮,里面全是生长较结实的菌丝体。奇妙是在夏天,菌丝体还从“虫”子的嘴头部长出一根“棒子”,像植物刚出土的叶芽,可这里面隐藏着冬虫夏草的繁殖后代的种子——子囊孢子。这样,它就完成了自己的一个生长周期。所以,人们说,冬虫夏草冬天是虫,夏天是草(菌类植物)。

植物吃虫在自然界普遍存在,如人们还发现苏云金杆菌能在一些害虫的肚子里生长繁殖,白僵菌能像冬虫夏草似的“吃掉”大豆食心虫。

长期以来,人们只知道植物能吃动物,但植物没有嘴巴,它到底怎么吃?人们众说纷纭,象冬虫夏草等菌类植物,一般以寄生方式来分解吸收虫体物质还比较好理解,但像猪笼草等类似植物,是如何分解吸收动物体内物质,目前还很难说清楚。

植物能否“欣赏”音乐之谜

植物世界尤为奇妙,除一般的普通植物外,还有能吃动物的植物,如“猪笼草”等;还有剧毒植物,如“箭毒木”等,如果人或动物的皮肤破裂处碰到该树的汁液,不及时抢救,很快就会死亡。这些作为一种科学常识了解很重要。

但近年来,科技人员更感兴趣的是建设有益人类健康的空中“生物圈”,根据这种设想,一些发达国家的科技人员对植物能否“欣赏”音乐或其他杂音开展了研究。因为随着人们生活水平的不断提高,“生物圈”将会成为人们活动和社交的重要场所,而不再是“僻静”的田野。

为此,法国农业科学院声乐实验室的一位科学家,用耳机让一个正在生长的番茄每天“欣赏”3小时音乐,结果这只番茄由于“心情舒畅”,竟长到2公斤,成为世界的“番茄之王”。英国科学家用音乐刺激法培养出了5.5公斤的甜菜、25公斤的卷心菜(甘蓝)。

日本山形县东北先锋音响器材公司下属的蔬菜场种植的音乐蔬菜,生长速度明显加快,味道也有改善。

科学家在研究中还发现,蔬菜植物不仅能“欣赏”优美的乐曲,而且也讨厌那令人心烦意乱的噪音。在观赏和果树植物中,有的对音乐有增产作用,但有的其结果恰恰相反。

我国诗人曾记述了“弹琴菊花动”的故事。此人叫侯嵩高,他非常喜欢弹琴种花。有一天夜里,他点蜡弹琴,当他弹得起劲的时候,书房里的菊花也随着悠扬的琴声,“簌簌摇摆起舞”。

1981年,在我国云南西双版纳勐腊县尚勇乡附近的原始森林里,发现了一棵会“欣赏”音乐的小树,当地群众叫它“风流树”。

人们发现,在风流树旁播放音乐,树身便随着音乐的节奏摇曳摆动,翩翩起“舞”。令人惊奇的是,如果播放轻音乐或抒情歌曲时,小树的“舞蹈动作”婀娜多姿。

如果播放强烈的进行曲或嘈杂的音乐,小树便不舞动了。

音乐对植物究竟有什么影响,到底是哪些生理因素在起作用,这将是全球21世纪需要深入探讨的热题。

目前,日本和美国正在开展创建“生物圈”竞赛,在“生物圈”建设中,他们不仅要配制植物能生长的基本条件,同时,还将配备为人类在这“世外桃源”中开展许多活动的基本设施。

另外,人们如果知道不同植物对音乐的“爱好”之后,就可以有意识地为它们定时播放某种音乐,促使它们的生长和繁殖,从而达到丰产和育种等目的。

寄生植物之谜

在植物这个庞大的“家族”中,大多数成员都“安分守己”,自己养活自己,但也有一些不“安分守己”的坏分子,像寄生虫一样,靠别人养活它们,这就是我们要说的寄生植物。寄生植物种类很多,如列当、野菰、大王花、桑寄生、柳阎王等。它们各自寄生的方式不一样,一般有全寄生和半寄生两种。

人们最熟悉的菟丝子,它的全身金黄色,呈丝状。说它是植物,没有一片绿叶,也看不到它的根,说它不是植物,它却会开花结籽和传播后代。春天,菟丝子种子发芽,也有根,主要靠种子里的营养,茎中有少量叶绿素,能制造很少很少的养分。但它一旦找到寄主,根很快便死亡,从此过上全寄生的生活。菟丝子是农作物的大敌,轻者严重减产,重者颗粒无收。为此,农民称之:“从小像根针,长大缠豆身,吸了别人血,养活自己命”。菟丝子看不见根,也没有嘴巴,它又是如何生活呢?奇妙的是,它茎细长,最长可达1米以上,并有分枝。茎上长了很多吸盘,象嘴巴直接伸进大豆等植物的茎皮中,它每10厘米就有一个吸盘,都可单独成活,为此,它繁殖蔓延速度很快。

槲寄生与菟丝子又不一样,菟丝子属草本植物,而槲寄生属木本植物。它高30~60厘米,枝丛生,有分枝,能开花结果和四季常青的叶子。它主要半寄生在槲树、朴树、榆树、杨树等高大的树体上。种子传播方式很绝妙,主要靠爱吃它果实的鸟来进行广泛播种。大鸟把果实吞进去,因种子无法消化,又从粪便随意排在树上,小鸟因果汁粘嘴,靠鸟嘴在树皮上磨蹭,把种子粘在树上滋生萌发。

槲寄生有根,并把根伸进寄生树木的皮层,吸收养料。到了冬天,寄生槲树落叶,而槲寄生青枝绿叶,它除吸收别人的养料外,自己也能进行一些光合作用,为此,植物学上称它为半寄生植物。正是槲寄生冬季常绿不凋,旧社会迷信的人称此为“神树”,给它烧香叩头,采神树枝治病,因为槲寄生是一种很好的药材,所以竟有病治好的,结果越传越神。直至目前,槲寄生在我国一些落后地方仍是人们的不解之谜。

植物界的寄生植物的繁衍奇观,要逐个揭开它们的谜底不是一件简单的事,如世界上第一次记载大王花“懒蛋”的约节菲·阿尔诺尔特,为此在热带大森林中付出了生命的代价。

返老还童药物之谜

湖南省湘西山区,一位80岁的老翁,害了一场怪“病”,“病”中浑身骨头胀痛。“病”愈后,他从头到脚脱了一层皮,蜕掉了老年斑,接着长出一口新牙、一头乌发。20多年前老人已丧失劳动能力,现在竟又能挑七八十斤的重担子走山路了。有两位军队干部发现了这一返老还童的奇异现象,就去查访,从而得知,老人在“病”前经常采摘山上的某种药物“嚼一嚼”。他们在老人儿子的帮助下,上山找到了这种药物,并将有关资料寄送医药部门。湖南中医药研究院已派出专题小组前往实地考察。

当年秦始皇为了找到“长生不老药”,曾费尽人力财力,甚至派人到海外去。湖南这位80岁老人的返老还童,是常嚼这种药物的结果吗?这种药的成分和生长条件是什么?该怎样嚼?如果不是这种药物所致,那又是什么原因使老翁“还童”了呢?实在是些让人感兴趣的问题。

“石油”植物之谜

随着现代机械化的发展,现代交通工具的大幅度增加,和人们生活水平的不断提高,人们对石油能源的消耗日益增多,全球将面临着石油能源危机。为此,80年代以来,许多国家都把探索“石油”植物作为科技攻关的重点,并取得了可喜的成就。

美国加州大学教授卡尔文,已在加州南部培育出了续随子柴油林。续随子是一种生长在半干旱地区的多年生灌木,也称美洲香槐。最近,又成功地从这种植物中分离出了“石油”。目前正在美国西部4万平方英里的地区推广种植,如果按每英亩产10桶油计算,一年就可提供2.56亿桶“石油”。

中国林业科学院热带林研究所,在我国华南发现了一种柴油树,也叫油楠。它属苏木科。主要生长在我国海南岛和菲律宾等。它树高30米左右,树干直径粗的达1米以上。当油楠长到12—15米高时,就能产“油”。一棵大树每次可采集到3—4公斤“石油”,这种“石油”可以直接用来点灯。

澳大利亚专家从野草中也找到了两种“石油”植物——按叶藤和半角瓜。这两种多年生植物,生长很快,每周可长高30厘米,一年可收割多次,而且含“石油”量也相当高,每公顷可出65桶“石油”。

菲律宾发现了银合欢树,也是一种能产“石油”的植物,他们已种植了18万亩,估计到2000年能提供植物原油100万桶。

在庞大植物世界里,“石油”植物到底有多少?仍然是个谜。据巴西报道,他们的一个能源专家组,用两年的时间,对巴西高原热带丛林中的植物进行了广泛地考察研究,共发现了700种藤本植物能分泌出白色的乳汁,这种乳汁,只要通过简单的分离加工,就可获得柴油或高级汽油。科学家分析,在不久的将来,“石油”植物将会成为新能源开发的热门,尤其是种类繁多的藤本植物,它含“油”量高,生长速度快,而且在温暖地带可以周年采收。

能运动的植物

在动物界,路遥任马跑,天高任鸟飞,水深任鱼跃,它们完全处在一个自由和运动的世界里。也不例外,尽管植物没有眼、腿、手、翼、嘴等器官,它们同样可以进行运动。目前,人们知道能运动的植物有近千种。如梅豆、菜豆的爬竿运动,葡萄、丝瓜的攀援运动,向日葵的取光运动,苜蓿、酢浆草的睡眠运动,猪笼草、毛毡苔的捕虫运动,等等。最为奇妙的“运动员”应该算含羞草和舞草了。

文雅秀气的含羞草,似乎有动物的敏感,人若触动一下它的叶子,它立即就“垂壁低头”,先是小叶闭合,接着叶柄萎软下垂,颇有少女的娇羞。所以,取名为含羞草。含羞草原产南美洲,为了避免狂风暴雨和动物对它的袭击,也就自然演化成上述动作了。含羞草叶柄上长着4个羽毛状的叶,羽毛状的叶又由许多对生的小叶组成。小叶柄和大叶柄的基部,像我们的膝盖一样,并稍有膨大,膨大部分叫叶枕,叶枕下半部的细胞壁较厚,上半部的较薄。在正常情况下,细胞中充满了细胞液,使叶子处在正常状态。当一受触动,小叶叶枕上半部的细胞中水液迅速进入细胞间隙,因而先引起小叶闭合。大叶柄基部的叶枕正好与小叶叶枕相反,它的下半部细胞的壁薄,细胞间隙较大。所以,较重的刺激又引起大叶枕叶柄的下半部细胞失水、萎软,使整个复叶部下垂含羞。

舞草与大豆是近亲。属豆科植物,叶子由三片组成复叶,只是中间的叶片特大,长圆形。两侧的小叶特别小,像两只兔子耳朵,能经常自发地进行转动。一般约1分钟转动一次,而中间的大叶上下成6—20度角地摆动。奇妙的是,这种摇摆运动完全是在没有任何触动和刺激下自动发生的。舞草在荒芜寂寥的野外自寻娱乐,不断地舞动着自己的叶片。到了晚上,“跳舞”自然停止,消除一下一天来的“疲劳”。舞草的运动,有人认为是由植物内部的生理变化,影响到叶基两半部分组织的膨压不均衡而引起。这种运动,叫植物生理学的自发膨压变化运动。

早在18世纪,科学家第一次在电鳗中发现了生物电。现代发现认为,在动植物体内,包括在人体内都有一种生物电流,只是很微弱就是了。为此,有些科学家认为,捕虫草受到了昆虫的触动,首先产生生物电流,来传达信号引起捕虫动作。在不同的植物中,生物电传导的速度是不同的,如在葡萄和轮藻中,传导速度大约是每秒钟只有1厘米,而在含羞草中,每秒钟可达30厘米左右。因此,当一触动含羞草的叶子,它的叶枕很快就能感觉到了。这种说法,对上述接触运动的植物是可以解释的,但对自动不停地“跳舞”的舞草来说,又如何解释呢,这仍然是个谜。

动植物共存互益之谜

植物与动物之间,有的是你死我活的斗争,如动物吃植物,人们能看到的例子很多,这已不是什么新鲜事了。有的植物为了抵御动物的攻击,生长着锐利的刺或毛,有的溢放出怪味、臭味甚至有毒。有的植物还敢于“捕食小动物”,如毛毡苔和狸藻等植物。

可是,植物与动物之间还存在着一种“友谊”关系,如大象给大王花植物传播种子,鸟给槲寄生树去种皮播种,蜜蜂给无花果传粉,这只是“友谊”的一个方面。还有一种共存互益和更为亲密的“友谊”呢。

法国植物学家埃尔马诺·来翁1931年在古巴发现了一种棕树,并定名叫蝙蝠棕。它树高15米左右,茎杆直立高耸,树顶集生着许多能蔽荫的形状又长又大的复叶,形成下垂潇洒的伞状树冠。由于它枝叶繁茂,白天枝叶间藏匿着成千上万的蝙蝠,夜幕降临,蝙蝠纷纷出窝找食,第二天早晨又重新回棕树栖息。就这样长年累月地往返,树下周围已覆盖了9寸左右厚的蝙蝠粪便,成为蝙蝠棕树生长的最好肥料。蝙蝠和棕树之间,它们结成长期共存友好的“感情”,彼此理解,相得益彰。

更有趣的是,生长在巴西森林中的一种蚁栖树,它与我国桑树是同一个“家族”,都属于桑树科。

蚁栖树能“邀请”一种益蚁,并让它住在自己中心空的茎杆里,茎杆上有笛眼大小的孔,益蚁正好从这里出入。在当地,有一种专爱啮食各种树叶子的蚂蚁,当它们来到蚁栖树时,益蚁就会群起而攻之,直至把这些害虫全部赶跑为止。益蚁为什么甘当蚁栖树的“卫士”呢?它不是为了讨好,是蚁栖树的叶柄基部长着一丛毛,毛中生长着一种蛋白质和脂肪构成的小球,益蚁把这些小球搬回当作自己的粮食。奇怪的是,益蚁搬走不久又可长出新的小球。这样,益蚁既有“房子”住,又有吃不完的粮食。为此,益蚁愿成为蚁栖树的“终身卫士”。

在自然界中,像这种动物与植物共存互益的“朋友”究竟有多少,它们之间有哪些微妙的关系,仍有待于人类去进一步探讨和揭开。

植物情感之谜

本世纪以来,苏、美、日等国科学家在进行大量植物实验后认为,植物也有“头脑”,不仅会表露情感,还能忍受痛苦、饥饿,并且具有同情心。苏联莫斯科农学院的实验人员,在把植物根部放到热水里时,“听”到仪器立即传出植物绝望的“呼叫”。植物的“爱”,使它们可以共生:洋葱和胡萝卜,大豆和蓖麻、玉米和豌豆、紫罗兰和葡萄……,不但可以“和平共处”,而且还能造成互为有利的生态环境。

植物的“恨”,又使它们“水火不容”:卷心菜和芥菜,水仙和苓蓝,甘蓝和芹菜,黄瓜和番茄,荞麦和玉米,高粱和芝麻,白花草木樨和小麦、玉米、向日葵……都是“冤家对头”。

人们对植物情感的研究,还处于经验积累和实验阶段,理论上的解释,有的在进行,发现某种植物的“气味”可以被另一种植物“喜欢”或“拒绝”,更多情况却是“知其然而不知其所以然”了。

果树种子的怪脾气

北方落叶果树种子不经过层积处理在春天播种不发芽,只有经过层积处理后播种才能发芽。种子为什么会具有这种奇怪脾气呢?

人们知道,种植果树一般先要用种子培育出苗木作为砧木,然后进行嫁接。一般情况下,落叶果树的种子采集后,即使给予适宜的水分、温度、通气等发芽条件也很难发芽,这种现象称为种子的自然休眠。休眠的种子需要在一定低温(1-7℃)湿润和通气条件下,缓慢吸水,在酶的参与下,把复杂的有机物质转变为简单的有机物质,逐步完成后熟过程,才能具有发芽力。层积处理正是使种子完成这一后熟过程。秋播的种子是在田间自然条件下完成后熟过程。春播的种子须经人工层积贮藏才能完成后熟过程。

北方落叶果树的种子具有这种自然休眠特性,这是由于种子秋季成熟后,很快就遇到严寒的气候,如果当时萌发,即会遇到冻害而被淘汰。因此经过长期系统发育而形成了种子休眠特性,它是果树与环境条件矛盾统一的结果,这对树种的生存和繁殖是有利的。南方常绿果树的种子,一般没有休眠期或休眠期很短,只要采种后稍晾干,立即播种,在温度、水分、通气良好的条件下随时都能发芽。

生产上采用的层积方法,主要分地面层积和挖沟层积两种。层积场所,须选择地势高,排水好,通风阴凉的地方,按1份种子与3—20份湿沙的比例进行混合或把两者分层层积。沙的湿度以手握成团,触之即散为度。少量种子放置冰箱中(1—7℃)沙藏也可起到同样作用。同时,在种子沙藏期间要注意经常检查,以防止种子霉烂、干燥和鼠咬。

由于不同的树种的种子,需要的后熟天数不同,层积处理的开始时期,可根据各树种需要的层积天数和当地的春播的时期向前推算。层积时间过短或过长,都会降低发芽率。一般果树种子层积天数,大粒种子如山桃、山杏等为90天左右,小粒种子如海棠,杜梨等为60天左右。也有特殊情况,如山楂种子由于种皮厚、质地致密,透水性差,用一般层积方法,需隔年才能萌发。所以,种子须经特殊处理后再进行层积沙藏。

种子层积处理虽然已广泛应用于生产中,但层积处理能克服种胚休眠的生物学机制尚未完全清楚。虽然有许多试验报道了在低温冷藏期所发生的变化,包括种子吸水力的提高,酶活性增强,酸性增加和复杂的贮藏物质转化等等。这只是标志着种子提高了发芽能力,而不是控制休眠机制因素的解除。到目前为止,还未发现一种生长促进剂和生长抑制剂本身,能诱导或解除休眠。这些方面还有待于进一步研究。

人参复活之谜

人参这一珍贵的中药材,无论野人参还是人工栽培的人参,都是长在土里的根茎,离开了土,它们就“死”了。

近年却发现两起人参“复活”的事:

1985年9月,陕西铜川矿务局工人邢广华喝剩的一瓶“吉林牌”人参酒中两株人参长出新芽。又续了些酒后,到第二年,新芽已长到三四厘米,而且根须丛生。

1987年5月,山东文登县农民于奥国家中,一支酒泡过的人参也发芽长叶了。

水中栽培,只有少数陆上植物能适应,难道在酒中也能生长吗?为什么不是所有的人参都能在酒中发芽长叶呢?

葵花向阳的奥秘

葵花向阳是人们所熟悉的植物运动现象。过去的研究认为,这种运动是由阳光造成的,即在阳光照射下,葵花生长点里的细胞电极化,负电荷趋向阳面,正电荷趋向背面,而葵花体内的一种带负电荷的生长素就会被吸引到带正电荷的背面细胞里,于是造成生长素多的背面生长快于阳面,产生向光弯曲。但是最近国外有人研究提出,葵花向阳运动是温度的作用。他们做了许多试验发现,把葵花置于温室中,以冷光代替阳光,或将阳光遮起来,花头一动也不动;而用一盆火取代冷光,葵花则不分早晚,不辨东西地乱转起来。那么为什么向日葵变成了向“热”葵了呢?原来葵花是菊科植物,具有典型的头状花序,即大花的边缘为舌状花(又称不完全花),中间的小花是筒状花(又称完全花)。葵花筒状花的纤维非常丰富而敏感,当它们受到阳光照射之后,温度便逐渐上升,基部的纤维因热而收缩,使花朵产生一种“动力”,不断迎着热源——太阳而转动。

总之,人们对葵花向阳这种有趣的植物运动进行了不少研究,并各有其说,但是其运动机理到底是光电作用还是温度作用,还是两者兼有之,或另有原因,为什么其他菊科植物很少有这种向阳运动等问题仍需继续探讨。

植物定时开花之谜

我们知道各种花卉一年当中只在一定的季节开放,例如,冬末春初有梅花,春季有连翘,夏季有荷花,秋季有菊花,冬季有一品红等等。如果我们再细心地观察会发现,许多花卉在一天之内开放的时间也是一定的,例如,牵牛花在清晨5点左右开放,午前闭合,所以又叫朝颜;芍药、睡莲在早晨8点左右开放,傍晚闭合:半枝莲在正午12点强烈地光照下开放,夜间或阴雨天闭合,故又称太阳花;紫茉莉花傍晚17点左右开放,清晨闭合,又称夜娇娇;而月见草、待霄草等完全在夜间开放,白天闭合。

早在18世纪,瑞典著名的植物学家林奈就发现了这些花卉开放的规律性,并按照它们一天开闭时间的不同将它们种植在一个大花坛上,造成一座有趣的“花钟”。为什么这些花卉一天之内要在一定的时间里开放呢?这是由于它们花朵开闭与光照强度有关,有些需要强光照,有些需要弱光照,有些则不需光照或极微弱的光线即可,而且所需的光照不必一定是阳光,在相同强度的灯光下也能正常开花。但是,是什么因素决定了牵牛、芍药、睡莲、紫茉莉开花需弱光照,半枝莲开花就需强光照,而月见草、待霄草则在黑暗或月光下就能开放呢?这些问题至今还是个谜。

“昙花一现”之谜

昙花是仙人掌科昙花属,原产于南非、南美洲热带森林,属附生类型的仙人掌类植物。性喜温暖湿润和半荫环境,不耐寒冷,忌阳光曝晒。其花洁白如玉,芳香扑鼻,夜间开放,故有“月下美人”之称。据报道本属约有20个种,3000多个品种。昙花引入我国仅有半个多世纪的时间,品种较少,常见栽培的只有白花种,但是“昙花一现”的成语却在我国广为流传,这是由于昙花只在夜间开放数小时后凋萎的缘故。

昙花究竟能开放多长时间,这与当时的气温有一定的关系。一般情况,7—8月份多在夜间9—10点钟开,至半夜2—3点钟凋谢,花开4—5小时;如在9月下旬至10月份开花,则多在晚上8点左右开放,至凌晨4—5点钟凋谢,花开8—9小时。为改变昙花这种晚上开花的习性,使更多的人更方便地观赏到昙花的真容,可采用“昼夜颠倒”的方法,使其白天开放。当花蕾开始向上翘时(花前4—6天),白天搬入暗室或用黑布罩住,不能透一点光,从上午8时至晚上8时共遮光12小时,晚上8时后至翌晨8时前,利用灯光进行照射(200W/230m),这样处理4—6天,即可使昙花在白天开放,时间可长达1天。如欲使昙花延缓1—2天开放,可以临近开花的时候,把整个植株用黑罩子罩起来,放在低温环境下,它便可以按照人们预定的日期开放。昙花还有一种特性,不开就一朵也不开,要开就整株或一个地区的同种昙花同时开花,因此,一株栽培管理良好的昙花,夏季往往同时开放几十朵花,开花时清香四溢,光彩夺目,蔚为壮观。

总之,昙花夜间开花是它自身生物学特性决定的,要想让它白天开花,人们一直采用“昼夜颠倒”的技术措施。但是,为什么昙花开放的时间这么短,是体内营养的关系还是另有原因?昙花体内是否有一种特殊的控花激素,致使整株或一个地区的同种昙花一齐开放,这种信息又是怎样传递的?这些问题目前还没有清楚的解释,有待于人们去揭示。

郁金香“盲蕾”之谜

郁金香是百合科,郁金香属多年生球根花卉。原产于地中海沿岸及中亚细亚、土耳其等地,后传入欧洲,经过几个世纪的栽培和杂交育种,它已经成为世界最著名的、各国广为栽培的球根花卉。

郁金香于秋季栽种种球,球根在地下经过一冬,第二年春随气温升高迅速生长并开花,花后地下新球根也快速膨大,6—7月将成熟的新球和子球挖出,贮藏在适宜的温度下让其渡过休眠期,秋季来临再种。但是有时经过贮藏后的球根种植后会出现花芽败育现象,即花蕾枯萎不能开放,又称盲蕾。最早发现这个问题的是日本人;在二次世界大战前,郁金香的种球都是从荷兰经西伯利亚海运到日本,这些球根栽种后都能正常开花,二次世界大战中,由于苏联对水面的封锁,运郁金香的船只能改道南下经印度洋再到日本,结果就发生了花芽败育现象。经过日本花卉专家的研究分析终于找出了原因,原来郁金香的花芽分化的温度是17—20℃,所以这段时间应将其球根贮藏在干燥且适宜的温度条件下,而这后一条运输途径使郁金香的球根暴露在印度洋高温多湿的环境中,致使花芽发育受到阻碍,造成盲蕾。

但是,就是在发现盲蕾现象的同时,却发现这种不开花的郁金香,球根的繁殖能力却增强了,新球的质量也有所改进,这种现象,很快受到专家们的重视,并且在五十年代中期由家本氏等人,采用将郁金香的球根放在33℃—35℃高温下,人为地诱发盲蕾以增加新球的繁殖率,以后将这种人工促进郁金香球根繁殖的方法叫做消花法。现在消花作用的机理已基本上清楚,即当郁金香种球的休眠解除之后,球根内的生理作用开始活跃,而高温阻碍了球根内贮藏营养向可溶性营养的转化,致使活跃的中心——花芽因缺乏可溶性营养和水分而饥饿致死,由于消除了顶生花芽,破坏了顶端优势,使侧芽获得了萌发生长的条件,于是促进了球根的繁殖。

在进行郁金香的促成栽培中,经常将其球根挖出后先在34℃高温处理一周,然后再放至20℃贮藏一个月使其花芽分化完成。那么为什么短时间的高温处理有利于郁金香的花芽分化,而长时间的高温处理就阻碍了其花芽发育?人们不得而知。而且现在世界上郁金香的品种有八千余种,每个品种或每一类型的郁金香的消花处理时期和所要求的天数到底是多少仍是问题。

菊花千姿百态之谜

菊花原产于我国,是我国传统名贵花卉之一。它的祖先是一种小小的黄花,经过三千年来不断的自然选择和人工培育,发展到今天具有四千多个品种。菊花的叶型、花型、花色变化多,在花卉中名列榜首,在生活中,五彩缤纷、千姿百态的菊花,给人们以美的享受。

菊花不单给人们以美的享受,而且有的菊花还有很重要的实用价值,如浙江的杭菊是很好的清凉饮料;安徽的滁菊、毫菊是良好的清热、解毒中药;除虫菊更是人所皆知的天然农药。另外,菊花还有不怕烟尘污染,还能吸收空气里对人和动植物有毒害的气体,如二氧化硫、氟化氢等。菊花起到了净化空气,保护环境的作用。

菊花在自然界中的千姿百态,主要是由于自然环境的变化和人工杂交、驯化诱变的方法。首先,在自然界中由于气候和土壤环境条件变化,使原来的花色发生变化,形成一种新的花色,人们把它选择出来,通过无性繁殖保存下来,这也就是人们所称的“芽变”。第二,有性杂交,通过两个不同颜色的品种杂交繁殖出第三种花色来。有人们有意识的杂交,也有蜜蜂、蝴蝶和风传粉杂交而成。第三,运用物理和化学新技术使菊花发生“突变”,如用射线、Y射线和中子线处理菊花种子或枝条。这种人工“诱变”能更多更快地创造新品种。第四,也可用嫁接方法,把很多不同品种菊花的枝条嫁接到一株菊花上,使一株菊花变成多个花色。

到目前为止,增加菊花花色品种的方法大致有以上几种方法,但是,是否还有其他更理想的选育方法?如植物生长调节剂的应用等。同时,不管采用哪种方法选育菊花品种,人们还不能准确地选出想要的花型、花色,从某种意义上来说还具有随意性和盲目性。关于菊花的遗传机制方面等一系列问题,还都有待于进一步研究。

树叶指南之谜

马达加斯加,是非洲最大的岛国,位于南半球。这个岛上生长着一种奇特的“烛台树”。

树高7米多,树干上长着一排排细小的针叶。

这种树不论长在山顶、山坡,还是山坳,也不论长到1米、2米,还是5米,它那细小的针叶总是指向南极。当地人总是把这种树当作“指南针”。

出没于大森林中的大人和孩子,从来不会迷路,因为他们都知道,看看“烛台树”的针叶,就可以确定方向了。

众所周知,指南针是利用磁铁在地磁场中定向转动的原理制成的。树叶既然不是金属,更不会有磁性,是什么“力量”使它总指向南极呢?

植物记忆之谜

美国耶鲁大学曾设计了一个十分有趣的实验:先将两株植物并排放到屋子里,让一个人当场毁掉一株。然后让“凶手”混在6人队伍中一一走过来。怕植物能当面“认出”,6个人都戴了面罩。奇怪的是,当“凶手”走过来时,那株活着的植物便在仪器记录纸上留下强烈的讯号显示。

无论这讯号表示什么,都说明植物是有记忆力的。

人们不禁要问:植物是靠什么来记忆的?记忆对植物有什么意义?

植物血型之谜

同科植物,是有不同表现形态的。比如槭科植物,到了秋天,有的叶子变红,有的叶子变黄,这是为什么呢?

日本一位植物学家认为,这是植物“血型”不同造成的。人们只知道动物有血型,尤其是人,血型与性格等似乎有某种联系。而植物没有血液,也有血型吗?

这位植物学家进行了实验,利用人的血清分离出来的抗体,对700种植物进行血型检验,结果发现其中70多种植物存在着血型。植物所流动的液体与人体血液起同样作用。而植物形态与血型也有关系:O型血型的槭科植物,秋天叶子变红;AB型的则变黄。

区分植物血型,可能会进一步揭示生物进化的奥秘。不过,这方面的研究还面临许多课题:为什么不是所有的植物都有血型?嫁接时血型又会发生怎样的变化?

植物发光之谜

人们在生活中,都离不开灯,在自然界里,却有一些不用人工发电的各种奇特的灯。

在冈比亚南斯朋考草原上,有一种很奇怪的“草灯”。每到夜间,这种草叶瓣的外部的晶素在闪闪发光,就好像一盏灯一样,当地的居民把它移植到家门口、院子里,当作“路灯”来用。

在北美的原始森林里,有一种叫魔树的树,它能发光。到了夜晚,它就开始发出闪闪的绿光来。这时,人们就来到树下看书、下棋、玩耍。

这些很有趣也很有用的“自然界之灯”,给人们的生活带来许多方便,但这是什么原因造成的,人们还在探索研究之中。

放电树之谜

印度有一种非常奇怪的树。假如人们从树旁经过,一不小心碰了它的枝条,立刻就感到像被电击了一样地难受,赶快避而远之。

这是怎么回事呢?

原来,这种树既能蓄电,又能放电。中午电流较强,半夜电流较弱。一些植物学家和生物学家,对此极为关注。他们推测,这种树可能有一种把太阳的热(或光)能转变成电能的机制。但是,还解不开这个谜,不知道是怎样转换的,靠什么转换的,这种蓄电、放电现象对植物的生长有什么作用?

“大米树”植物之谜

人们只知道禾本科植物的水稻能生产大米,可你知道高大的树木植物也能生产“大米”吗?这种树叫西谷椰子,也叫米树,它属于棕榈树科,外观与棕榈树完全一样。米树主要生长在亚洲和太平洋的热带地区,马来半岛、印尼诸岛和巴布亚新几内亚等国家和地区较多。米树和棕榈树一样,树干挺直,叶片很长,长3—6米,四季常绿,是较为理想的风景树。它生长较快,十年就可长成10—20米左右高的大树。米树的开花习性非常奇特,它与竹子一样,一生只开花一次,开花后,就宣告生命的结束,几个月内就会慢慢地死去。这样,米树一般寿命也就是10—20年左右。

米树为什么开花后就会死亡,至今仍然是个不解之谜。有的人解释,可能与它的生理结构有关。因为米树的树皮内全是水溶性淀粉,“大米”就生长在这里,一棵大树中能贮存几百公斤淀粉。它平时树干内的淀粉没有那么多,到了开花时,树干内的淀粉积累最高,但令人难信的是,这几百公斤的淀粉在开花后较短的时间内就会全部被消耗掉。到时,枯死的米树只留下一根空空的树皮。当地农民为了能获得更多上帝所赐给他们的“大米”,因而必须在米树开花后的一周内就立即把它砍倒,及时收获其树干内所积累的淀粉。人们把刮下来的淀粉放入桶中,加水搅拌成米汤,然后让它澄清去杂和倒掉上层的清水,取出晾干,最后再加工成一粒一粒的“大米”。这就是我们通常在市场上见到的“西米”。“西米”不仅是当地土著居民的重要粮食,同时还是纺织工业的

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