第一章神秘的植物
跳舞草舞蹈之謎
人會跳舞,動物會跳舞,植物也會跳舞嗎?不要奇怪,有一種植物叫“跳舞草”,顧名思義,它自然會跳舞了。
結莢的跳舞草
在我國南方,有一種草叫長葉舞草,是多年生草本植物,屬豆科山螞蟥屬,有一尺多高,在奇數的複葉上有三枚葉片,一張在前,兩張在後,前麵的一張大,後麵的兩張小。這種植物對陽光特別敏感,受到陽光照射時,後麵的兩枚葉片就會像羽毛似的飄蕩起來。陽光強烈的時候尤其明顯,大約30秒鍾葉片就要舞動一次。因此,人們又把這種草叫“風流草”和“雞毛草”。
長葉舞草還有一位“姐妹”,叫圓葉舞草,它的舞姿更加優美動人。這種草分布在印度、東南亞和我國南方山區的坡地上。
會跳舞的草並不算稀奇,會跳舞的樹更加奇妙。在西雙版納的原始森林裏,有一種小樹,能隨著音樂節奏翩翩起舞。而且這種樹對音樂還有自己的喜好。當音樂柔和優美時,小樹的舞蹈動作就婀娜多姿;當音樂強烈嘈雜時,小樹就停止了跳舞,仿佛不喜歡這樣的音樂。如果人們在小樹旁輕輕交談,它也會舞動;如果聲音很吵,它就不動了。
會跳舞的樹
植物跳舞的奧秘是什麼?這一直是植物學家探討的問題,科學家們有各種不同的解釋。有人認為植物體內生長素的轉移會引起植物細胞的生長速度的變化,造成植物好像在跳舞的現象。也有人認為是由於植物體內微弱的生物電流的強度與方向變化引起的。這都是從植物內部找原因,也有人從外部找原因。有人認為,跳舞草生長在熱帶,為了在炎熱的天氣裏保存水分,所以它的兩枚葉片會不停地舞動,極力躲避酷熱的陽光,以便繼續生存下去。這是它們在物競天擇、適者生存的過程中鍛煉出的一種特殊本領。也有人認為它們不停舞動葉片,是為了阻止一些愚笨的動物和昆蟲的接近,以保護自己。
關於這種草跳舞的真正原因是什麼,至今還沒有一致的意見。
跳舞草不僅以“舞”見長,還是一種藥用植物。
含羞草為何“含羞”
含羞草是一種豆科草本植物。它的葉子在白天是張開的,等到晚上就會自動合上。有趣的是,人在白天輕輕碰它一下,它的葉子也會合攏起來。你碰得輕,它動得慢,隻有一部分葉子合起來;你碰得重,它動得快,在不到10秒鍾的時間裏,所有葉子都會合攏起來,而且葉柄也跟著下垂,就像一個羞羞答答的少女。由於它的這種特性,所以人們管它叫“含羞草”。
含羞草為什麼會動呢?
大多數植物學家認為,這是由含羞草葉子的“膨壓作用”引起的。在含羞草葉柄的基部,有一個名叫葉枕的薄壁細胞組織,木鼓鼓的,裏麵充滿了水分。當葉子一振動,葉枕下部細胞裏的水分,就立即向上或兩側流去。這樣一來,葉枕下部就像地了氣的皮球一樣蔫了下去,上部就像打足了氣的皮球一樣鼓了起來,葉柄也就下垂、合攏了。在含羞草的葉於受到刺激的同時,會產生一種生物電,把刺激信息很快傳遞給其他葉子,其他葉子也就跟著合攏起來。過了一會兒,當刺激消失了,水份回到葉枕下部,葉子就會重新張開,恢複原狀。
但也有的科學家認為,含羞草所以會運動,跟光敏素的作用有關。
含羞草的老家在巴西,那裏經常有暴風雨,對於柔弱的含羞草來說,這是一種惡劣的環境,為了能更好地保護自己,它在風雨中煉就了本領,風雨到來之前,就把葉子收攏起來,葉柄低垂,這樣一來,暴風雨也拿它無可奈何了。
有趣的是,含羞草還是相當靈敏的“晴雨計”。人們利用它的這種怪脾氣和本能,預測天氣是晴是雨。
“含羞草害‘羞’,天將陰雨”這句諺語告訴我們,如果含羞草的葉片自然下垂、合攏、或半開半閉,有氣無力,這種時候,多半將有陰雨天氣。
如果含羞草不自己“害羞”,而是有人碰它的葉子才合攏葉片,並且速度很快的話,那麼這是晴天的征兆。
如果天氣轉陰將要下雨,含羞草的葉片就會下垂合攏,因為含羞草本身對濕度反應很靈敏,加上小昆蟲因為空氣濕度大,飛得很低,容易碰到含羞草的葉子,含羞草也會作出反應。而且,如果有人用手指去碰它的葉片,葉片也會回攏,但恢複原狀就相當慢了。
含羞草是一種奇妙的植物,它的身上還有不少奧秘沒有被揭開。
植物為什麼“出汗”
夏天的早晨,我們在戶外,可以看到很多植物葉子的尖端或邊緣,滴下一滴滴的水珠,好像在流汗似的。有人說這是露吧!
植物葉子的尖端流出一滴滴的水珠。
這些水珠真是露水嗎?讓我們來細心的觀察一番,研究研究。你看,那亮晶晶的水珠慢慢地從植物葉片尖端冒出來,逐漸增大,最後掉落下來;接著又有水珠冒出來,慢慢增大,掉落下來;就這樣一滴一滴連續不斷。水是滿布葉麵的,而這些水珠是從植物體內跑出來的,顯然,它們不是露水。
葉脈上的凝露
這是怎麼回事呢?原來,在植物葉片的尖端或邊緣有一種小孔,叫做水孔可以排水。植物體內的水分通過導管,可以不斷地由水孔排出體外。外界的溫度高,天氣幹燥的時候,從水孔排出的水分就很快蒸發散失了,所以我們看不到葉尖上有水珠積聚起來。如果外界的溫度很高,濕度又大,高溫使根的吸收作用旺盛,濕度過大抑製了水分的散失,這樣,聚集了大量水分,過多的水分隻好直接從水孔中流出來。在植物生理學上,這種現象叫做“吐水現象”。吐水現象在盛夏的清晨最容易看到,因為白天的高溫使植物對水的需求增大,根部大量吸水,而夜間氣溫降低,濕度又大,蒸騰作用減弱,人們在早晨就很容易看到植物吐水。
植物的吐水現象,在稻、麥、玉米等禾穀類植物中經常發生。芋艿、金蓮花等植物也有很明顯的吐水現象。芋艿在吐水最旺盛的時候,每分鍾可滴下190多滴水珠,一個夜晚可以流出10~100毫升的清水哩!
麥芒針上會凝一些水珠,那是從它體內分泌出來的。
草本植物會吐水,你見過樹木吐水嗎?在熱帶森林中,有一種樹,也會吐水,而且水量比草本植物多得多,好像在哭泣似的,當地居民幹脆把它叫做“哭泣樹”。中美洲多米尼加的雨蕉也是會“哭泣”的。在溫度高、濕度大、水蒸氣接近飽和及無風的情況下,雨蕉體內的水分就從水孔溢出來,一滴滴地從葉片上降落下來,雨蕉吐水,預示著天要下雨,因此當地有這樣的諺語,“要知天下雨、雨蕉吐,預示哭不哭?”因此,當地人都喜歡在自己的住家附近種上一棵雨蕉,作為晴雨表,這樣他們就很容易知道天氣情況了。
植物的化學戰爭
我們都知道在現代的國際社會上,是不允許進行化學戰爭的,因為這種戰爭利用化學毒劑不僅會造成大量無辜平民的傷亡,還會造成生態環境的嚴重破壞,為全人類帶來不可估量的損失。但是,你們知道嗎?千百萬年以來,為了生存,為了抵禦敵人(其他植物或昆蟲、動物等等)的侵襲,在植物之間卻悄悄地進行著化學戰爭。有的人看到這裏可能會覺得奇怪,植物也會進行化學戰爭嗎?
請想一想:如果樹木受到了昆蟲的襲擊,會怎麼樣呢?有的人可能會說,它們隻能逆來順受唄,讓這些昆蟲吃吧,啃吧,什麼辦法也沒有,因為它們既沒有手,也沒有腳;既跑不了,也沒有辦法和這些欺負人的家夥進行自衛反擊戰。其實啊,有些樹木比我們更聰明,它們會用化學戰爭來反抗那些昆蟲!比如,當像樹受到舞毒蛾的侵害以後,它們的葉子就會集中地分泌一種化學物質,它叫單寧。舞毒蛾吃了以後,就像吃了迷魂藥一樣,反應遲鈍了,行動也緩慢了,迷迷糊糊,隻能乖乖地等待鳥兒的捕捉;還有的會生病,跌落到什麼地方,慢慢地死去。(單寧也叫鞣質,是一種能溶解於水或酒精的化學物質,略帶酸性,有澀味,多存在於某些植物的幹、莖、皮、根、葉子或果實裏麵。)
據科學家觀察,西紅柿和土豆在遭受某些昆蟲侵襲的時候,也會分泌一種化學物質,讓這些欺負人、饞嘴的家夥去鬧“胃病”吧。這種化學物質叫阻化劑,昆蟲吃到肚子裏,就無法進行消化,再也不會去偷吃西紅柿和土豆了。還有的樹木也像我們的抗日英雄一樣,會和“鬼子們”耍花腔。比如,有一種樹叫做赤楊,如果受到枯葉蛾的攻擊,它們的樹葉就會迅速分泌出更多的單寧酸和樹脂,而營養成分卻減少了,這些蛾子吃不到好東西,就飛向了另一棵赤楊,以為到那裏就可以吃上美味佳肴了。誰知道那棵赤楊的朋友們早就接到“鬼子進村了”的信號,赤楊“老鄉們”都做好了“堅壁清野”的準備,把那些營養成分轉移到身體的其他部位去了,而且還緊急調動了大批的化學“武器”等著那些枯葉蛾呢。
有一些植物,比如藿香薊,體內含有一種化學物質,介殼蟲和蚜蟲一旦侵襲了它們,這些化學物質就會使這些昆蟲發生變化,無法產卵,再也無法生兒育女,從此以後就也別想來偷吃了,你們看這一招有多厲害!
美國有兩位科學家在華盛頓州的西特爾城選擇了一片樹林進行有關植物化學物質的實驗。他們發現這片樹林裏的柳樹和榿木有一種特性,隻要它們的樹葉遭到某些昆蟲(比如毛蟲)的侵襲,它們的營養性質就會發生變化,但究竟變化到什麼程度,怎樣發生變化呢?
他們開始進行實驗,把幾百條毛蟲都放到樹上,然後仔細觀察,很快他們就發現這些樹木遭到襲擊後出現了反應;它們分泌出一種屬於生物堿或萜烯化合物的化學物質,分布在樹葉上麵,昆蟲吃了很難消化,簡直拿這些樹木沒有辦法。更令人驚奇的是,兩位科學家無意之中竟然發現在距離這片樹林約有30到40米遠的另一片樹林裏,同樣也散發出了這種化學物質,可是這裏並沒有人來放毛蟲呀,而且又相距這麼遠,那裏的樹林是從什麼地方,以什麼方式得到“警報信號”的呢?
有的科學家發現黑核桃是一種很“霸道”的植物,它長在哪裏,哪裏的其他植物就不得安寧。原來黑核桃能夠分泌一種化學物質,它對許多植物都有害,因此在黑核桃周圍,許多植物都不能正常生長。還有的科學家做過實驗:他們從種植著野草的花盆裏取出一些水來,澆到也種在花盆中的蘋果樹的根部,經過觀察,發現蘋果樹的生長速度明顯地減慢了。於是科學家進行分析,得出結論認為野草能夠分泌對蘋果樹有害的化學物質。
還有的科學家發現:生長在美國南部和墨西哥幹旱地區的銀膠菊能從根部分泌一種能量相當大的化學物質,即使用20,000倍的水把這種物質稀釋了,它還具有很強的抑製作用。但是,銀膠菊可不像黑核桃那樣不講道理,專門欺負自己的鄰居,它仿佛是個“謹小慎微”的君子,做什麼事情都講究“克製”、講究“循規蹈矩”,它分泌這種化學物質不是為了強占地盤,而是為了進行“計劃生育”。咦,怎麼植物自己也進行“計劃生育”?原來銀交菊生長的地區嚴重幹旱缺水,降水量非常低,如果它們對自己的苗木不加以抑製,不控製苗木的生長,每年都繁殖出大量幼小的銀膠菊,一片一片的生長起來,那麼,就會消耗大量寶貴的地下水,就會造成整個物種的滅亡。
阿拉斯加是美國最大的一個州,麵積153萬平方千米,比我國最大的省份新疆維吾爾自治區(麵積為160平方千米)略小一些。它在北美洲的西北部,靠近北極圈,那裏大部分地方常年都是冰天雪地,但是有大片大片茂密的原始森林,森林裏生長著各種各樣的野生動物,由於阿拉斯加州是美國人口最少(約有50萬人)的一個州,那裏簡直就是一個動物樂園。
有一段時間,阿拉斯加的野兔子繁殖得特別快,它們大量啃食森林裏的植物嫩葉,把樹根也咬斷了,森林麵臨死亡的威脅。當地居民為了保護生態平衡,決定消滅這些過剩的野兔子,他們用獵槍射擊,用獵狗追捕,都沒有明顯的效果,野兔子仍然越繁殖越多,森林裏的樹木大量死亡,人們想盡各種方法就是拿它們沒辦法。可是非常奇怪,過了一段時間,一批一批的野兔子突然都生了病,每天都拉肚子,而且拉個不停,仿佛它們得了傳染性痢疾似的,最後許多許多野兔子都生病死了,它們的種群數量急劇減少,森林裏幾乎很少有野兔出沒了。森林得救了。但是,這是什麼原因造成的??科學家經過研究發現,原來那裏的樹木新生出來的嫩芽和樹葉都含有一種致這些野兔子於死命的化學物質:萜烯。這是一種比水輕的無色液體,帶有香味,不能溶解在水裏,我們平常見到的薄荷腦,樟腦中就含有這種化學物質。
科學家根據植物的這類特性,進行了許多探索和研究,他們還發明和研製了一些更有趣的化學物質。比如,為了使水果早些成熟,他們就研製了生長素。在水果生長的過程中使用一點這種生長素,幾天之內水果就能提前成熟。同時,科學家還研製了一種能使植物加速衰老,提前脫落葉子的化學物質:脫落酸。有的感光作用的紅色眼點,所以動物學上叫它眼蟲,屬於原生動物門、鞭毛蟲綱、眼蟲目,給了它“目”的等級。
有的眼蟲,在有光時進行光合作用,在無光的條件下又能靠通過體表吸收養料而生活。例如,在裝有綠色眼蟲的杯內滴入少許土豆汁,置暗處數日,這種眼蟲失去綠色,但並未死亡。再置光下,過些日子又可變綠,重新恢複光合作用。也就是說這種眼蟲既是植物又是動物。可見動植物之間原本沒有一條截然劃分的界線,動植物是同源的,它們有著共同的祖先。
為什麼說沒有藻類就沒有魚
有許多種類的魚是以藻類,特別是浮遊藻類為食的。浮遊藻類是一些浮遊在水裏的微小藻類。要捕撈和觀察它們,常用一種特製的浮遊生物網,用絹絲織成的漏鬥形的網。在漏鬥形網的尖處有個閥門。用這種網能捕撈到大量浮遊生物。在顯微鏡下觀察它們,可以看到許多浮遊動物和大量的浮遊藻類。其中許多是土黃色的矽藻,也有鮮綠色的綠藻及藍綠色的藍藻。矽藻的形態是多種多樣的,有的像小培養皿、有的像小船、有的像彎月、有的像扇子,還有的像一串汽油筒套在一起形成一條長鏈。大家熟悉的鰱魚吃的浮遊藻類主要是矽藻。矽藻是單細胞的,有的集合成群體,它含有葉綠素a、c。它的細胞壁是由上下兩個半殼套合而成的,細胞壁成分是矽質和果膠質。
有人也許會問,有些魚不吃藻類,它和藻類又有什麼關係呢?我國有句俗話:“大魚吃小魚,小魚吃蝦米,蝦米吃滋泥。”這句話生動地描述了生物之間的關係。有些大魚以小魚、小蝦為食,而小魚、小蝦常以浮遊動物為食。浮遊動物不含葉綠素,不能進行光合作用,它們是以浮遊藻類為食的。所以說到底,一切魚類都離不開浮遊藻類。藻類是有機食物的製造者,是“食物鏈”的基礎。沒有藻類就沒有魚。
為什麼有的公安人員要研究矽藻
單細胞的矽藻雖然一般用眼直接看不見,但在自然界,它們往往形成群落。在各個水域的水底、表土或枯枝草叢中,常見有一層棕灰或黃綠色的附著物,或光滑細膩,或呈絮狀,或呈粉塵狀,這就是生活著的或已經死了的大量的矽藻。若取少許置於顯微鏡下觀察,各種矽藻真是千姿百態,而且在細胞壁上呈現出各種美麗的花紋。
由於矽藻的個體小、種類多、數量大,有些種類在地理分布上又有一定地區性,所以公安人員可以利用矽藻來幫助破案。比如,在溺水案件中,法醫對死者進行檢查,如果在他殺後投屍水中,隻在死者的消化道和呼吸道內有大量矽藻。如果在生前落水,由於死前掙紮,在死者循環係統、肝髒甚至在骨髓裏都能發現有矽藻。由於某些矽藻的分布有一定的地區性,這就能為進一步研究死者究竟是在哪一個地區落水的提供線索。
植物的生活百態
太平洋兩岸植物為何相似
今天的地球上,生存著幾十萬種植物,它們分布在世界各地的每一個角落,幾百年來,有關世界植物的分布之謎,一直是植物學家進行探索的重要內容之一。
眾所周知,由於地理環境和氣候條件的限製,在相隔遙遠的不同地區,植被類群和植物種類都具有明顯的區別,很少有共同之處,但在19世紀的50年代,美國哈佛大學的植物學家阿瑟·格雷,在參閱了大量日本的植物標本,並對照了北美的植物之後,產生了一個極大的疑問:為什麼亞洲東部的植物種類,與相隔如此廣闊的太平洋的北美東部植物相似?與此相反,北美東部和西部的植物,雖然地域上較接近,但相似程度反而較遠,這是什麼原因呢?
格雷經過研究後提出一種解釋,他說,大約7000萬年前,氣候比現在溫暖得多,所以今天溫帶常見的落葉闊葉樹,甚至已擴展到靠近北極的地區。但是大約到了100萬年前,地球變得非常寒冷,從前隻有極地和高山上才能見到的冰川,漸漸覆蓋了地球的廣大地區。在冰川時期中,不耐寒的北半球落葉闊葉樹林開始向南移去。一路沿著亞洲的東側南下,另一路沿著北美的東側南下。西部草原的植物
靠近極地的落葉闊葉樹林,分二路向南移動,由於隔著太平洋,“離得就越來越遠了。但是,不久冰川期結束,地球恢複到現在這樣溫暖時,溫帶植物再次北上,形成了現在這樣分布。而在北美東部和亞洲東部,影響植物生活的種種條件不同,經過長期演變,一點一點地變成了不同的植物。但因為來自相同的祖先,所以直到今天,生長在兩地的植物就很相似了。
格雷的說法很有道理,但存在著一個疑問。一些植物學家指出,在地球變冷的時期,為什麼離極地很近的北半球的溫帶林,也就是落葉闊葉林,沒有沿著北美西部和太平洋沿岸南下呢?
不久之後,日本科學家前川文夫提出了一個新論點。他在調查全世界黃精葉鉤吻(一種植物)的分布時發現,黃精葉鉤吻的同類都分布在環繞地球的一條線上,這使他聯想到著名的“大陸漂移假說”:北美大陸原先與亞洲大陸聯成一塊,直到白堊紀時才離開原始的統一大陸,漸漸從南向北漂移成為今天的樣子。
正因為如此,前川文夫提出,由於在地質史上北美大陸的西海岸曾一度和亞洲東部相連,彼此的植物各類當然也就完全相同。後來,雖然經過漂移運動遠遠離開,中間相隔一個太平洋,但它們都具有共同的植物祖先。所以,北美西部與亞洲東部的植物如此接近,而北美東部和亞洲東部植物的相似之處則很少。
前川文夫的論點,引起了植物學家們的興趣。但是根據地質計算,大陸漂移距今已有7000~13000萬年時間了,在這段漫長的時間中,植物將受到氣溫、陽光、降水量、土壤的性質以及其他條件的影響,難道大平洋兩岸的植物沒有發生根本性的變化嗎?目前,植物學家還沒有足夠的證據,去完全解開太平洋兩岸植物為什麼如此相似的謎團。也許,科學家們越感興趣的問題,就是越難徹底解決的問題。
藻類瘋長之謎
不知讀者朋友們是否留心過,在碧波蕩漾的湖泊和天水一色的大海中,有時會出現五光十色的“水花”。此“水花”常在早秋或晚春“綻開”。它看起來飄忽不定,多彩多姿,十分美麗,但聞起來卻是腥臭刺鼻,令人心煩。
原來這些遠處看來彩色斑斕的“水花”不是別的,而是一些漂浮在水麵上的藻類生物。它們的個頭很小,隻有在顯微鏡下才看清其真麵目。它們沒有定居點,可以隨波逐流,四處漂泊。
別看這小小的生靈不起眼,一旦瘋長起來,就能密密麻麻、遮水蔽日,厚厚地覆蓋在水麵上,並把水麵染成各種顏色。科學家們把在湖泊、池塘中出現的這種現象叫做“水華”,把在海洋中發生的這種現象叫做“赤潮”。
根據研究證明,全世界能發生“水華”、“赤潮”的浮遊生物大約有150多種,我國沿海地帶則有30多種,最常見的是單細胞夜光蟲(藻)。它的傳宗接代方式類似於低等植物,可又不能進行光合作用。它既是蟲又是藻。當夜光蟲聚集在海麵瘋長時,可使夜幕下的海水波光粼粼,蔚藍壯觀,景色十分迷離誘人:浮遊生物束絲藻大量萌發,能將水體染成紅色;腰鞭毛蟲大量滋生的水域,則呈褐色……它們不愧為是湖泊、大海的“染匠”。
別看“水華”、“赤潮”貌美多俏,但它們好似美女蛇,華麗之中隱藏著惡行,給湖泊、大海帶來很多災害,因此已引起世界各國的嚴密關注。“水華”、“赤潮”的主要危害是:
(1)大量“水華”、“赤潮”孳生,厚厚地覆蓋於水麵,阻擋了陽光對水體的照射,使大量水生植物得不到足夠的陽光,不能進行光合作用,造成嚴重減產,甚至死亡。
(2)大量的浮遊生物呼吸繁殖要大量耗用水中溶解的氧,同時它又阻礙氧氣進入水中,因此造成水下嚴重缺氧,直接威脅水下生物的生命。
(3)浮遊生物中的藍藻更是究凶極惡,它能分解並產生有毒物質,使魚蝦貝類吞食中毒,人吃了這類魚蝦貝也會中毒。科學家已從赤潮藻中分離出多種有毒物質,有的毒性比眼鏡蛇的毒性還大。
請看“水華”、“赤潮”所造成的曆史悲劇:
1981年香港水域發生赤潮,造成魚蝦貝類大量死亡,損失了1400多萬港元;
1986年我國福建沿海群眾,因食用“赤潮”汙染過的蛤仔,造成136人中毒,3人死亡;
1987年菲律賓人民,因食用“赤潮”作用過的食物,造成278人中毒,21人死亡;
1989年我國河北省境內發生一次“赤潮”,造成是蝦池減產五萬多噸,經濟損失2億多元;
1989年日本歌山縣和三重縣一帶發生“赤潮”,經濟損失達50億多元;
1998年3月底,我國珠江入海處的近海域爆發了大規模赤潮,造成了大量魚蝦死亡,直接經濟損失達1340多萬元;
……
“水華”、“赤潮”惡行累累,給人類造成的危害不勝枚舉,而且有愈演愈烈的趨勢。那麼,怎樣才能避免“水華”、“赤潮”現象的發生呢?假如避免不了,能進行預測、預報也好。而要做到這一點,就必須先要弄清楚“水華”、“赤潮”發生的原因,可惜這個問題至今仍是個難解之謎。
一種說法認為,“水華”、“赤潮”近些年來頻繁發生,可能與水汙染有關。目前全世界每年有大量的汙水排入江河湖海,造成許多水體汙染。湖泊和大海受到生活和工業用水的汙染後,會給水中增加許多化學物質,特別是具有營養價值的氮、磷等元素,造成藻類暴長。但究竟哪些物質能促使藻類大量繁殖,藻類繁殖如此快的機理是什麼,這些問題尚無明確答案。
持有這種觀點的人,試圖用反證法尋求答案。他們想能否采取“饑餓療法”將藻類餓死,以限製藻類的暴發速度。然而,要從茫茫的大海或湖水中將鉀、磷、氮等元素提取出來,談何容易?何況藍藻等浮遊生物還可以自己從空氣中獲取氮氣。
上述說法是當前比較流行的說法,但此說法不僅沒有得到科學證明,同時還遭到懷疑。1000多年前就曾經有過關於“赤潮”的記載,那時人口不算多,工業也不發達,又有什麼能造成海水和湖水汙染呢”
因此又有人提出,產生“赤潮”和‘’水華”的原因可能與氣象、海流、水溫等因素有密切關係。但究竟有什麼樣的關係,尚無詳細報道。
盡管現在人們對為什麼會發生“水華”、“赤潮”的原因還沒有弄清楚,但對如何減少甚至消滅“水華”、“赤潮”已想出了一些辦法。德國科學家正在研究一種細菌,這種細菌能夠大量吞食水中的蛋白質和碳水化合物,減少水中的富營養物質,使汙水得以淨化。人們期望著用它來控製“水華”、“赤潮”現象的發生。日本科學家已研製成功了一種海洋“除草劑”——18碳4烯酸,它可以在短時間內將“赤潮”浮遊生物毒死。可惜此除草劑成本太貴,目前還難以大麵積推廣應用。
花中之王
阿爾諾利基大花草
拉夫爾茲爵士和他的旅伴、著名博物學家阿爾諾利基發現的大花草,是大花草家族12個成員中最大的一個。阿爾諾利基用自己的名字給大花草命了名,因此,後人就把它稱作“阿爾諾利基大花草”。這種植物在印度尼西亞被稱作“本加·帕特馬”意即荷花。可它長得一點也不像荷花,五瓣肥厚多肉、暗紅色的花瓣,布滿鼓鼓囊囊的白斑。花瓣中央有一個“圓盤”,長有許多小刺,保護著神聖不可侵犯的花蕊。阿爾諾利基大花草的每一部分都出奇地大,花瓣大,“圓盤”大,花蕊也大。每片花瓣長30~40厘米,厚數厘米;中央的大“圓盤”其實是個直徑33厘米,高30厘米的蜜槽,裏麵可容納5000~6000克水。據對標本的測量,阿爾諾利基大花草直徑為70~90厘米,最大達1067厘米,堪稱花中之王。阿爾諾利基大花草
原來是“寄生蟲”
可是,令人難以相信,大花草長得如此巨大,竟沒有根、葉、莖,不能進行光合作用。
那麼,它的養料是從哪兒來的?原來,大花草是異養植物,它需要的養分全來源於別的植物。大花草把它的一種類似蘑菌絲體的纖維深深紮進葡萄科植物白粉藤的木質部,貪婪地吸取白粉藤的大量養料,維持龐大的軀體生長。
大花草的種子極小極輕,甚至比罌粟籽還要小。那麼小的種子是如何“擠”進白粉藤堅硬的莖幹裏去的呢?這個問題到現在還是個謎。一些人認為這是野豬和鹿蹭癢癢蹭破了藤子讓大花草的種子有隙可鑽;有人則認為是鬆鼠像兔子啃嫩莖那樣咬破了白粉藤的樹皮;還有些人認為縫隙是螞蟻和白蟻造成的等等。
不管怎麼說,種子恰恰總是掉在白粉藤的擦破處,種皮開始膨脹,萌發成像幼芽似的東西。
不久“幼芽”慢慢長成小孩拳頭大小的扭曲的花蕾。到了適當的時候,花蕾舒展開來,顯出五片磚紅色的花瓣。起初,大花草散發出一種淡淡的香味。三四天後,氣味變得如屍臭一般難聞,這氣味和肉色的花瓣招來大批廄蠅。它們在蜜槽內上下忙碌,不知不覺完成了授粉工作。
大花草的花上有雌蕊和雄蕊,花朵開放幾個星期後就腐爛了,在開花期如果雌蕊柱頭上有幸粘住足夠的花粉,那麼,7個月以後,子房就形成包含上千粒種子的果實。
花王正在消失
大花草家族中,有兩種大花草已絕跡40多年了。剩下的幾種由於它們生活的熱帶雨林受到過度砍伐,也處於滅種的邊緣。阿爾諾利基大花草分布範圍很小,僅見於蘇門答臘和波羅洲,拯救它已是燃眉之急。
那麼,能不能用人工栽培的方法使大花草避免“滅族之災”呢?
有人在這方麵做過試驗,結果是令人滿意的。但直到1981年才有人重新認真關心起大花草。
80年代初期,新加坡植物園開始在一種名叫“四斑蘭謝奧拉裏烏姆”的藤本植物上試栽大花草。經過幾年的努力,已取得初步的成功。
科學家們急切地盼望它們盡快成活,不僅是為了欣賞世界上獨一無二的花王,還為了想利用它神奇的藥效,因為大花草具有補腎壯陽的功能。然而,科學家認為;少數人的努力是無濟於事的。如果不徹底改變人類對生態環境的破壞,花王在地球上消失幾乎是不可避免的。
正當印度尼西亞和新加坡的科學家想方設法挽救大花草的命運的時候,在我國的台灣省,一批植物學家也正注視著另一種大花草科植物——帽蕊草的前途。帽蕊草和大花草一樣,同屬於大花草科,但兩者的外形卻大大不同:大花草的花瓣大,蜜槽大,重量也大,而帽蕊草卻長得貌不驚人,身高僅七八厘十,形狀似圓柱,莖幹周圍包裹著肥厚的鱗葉,花朵則生在莖的頂端。
台灣帽蕊草雖長有鱗片葉,但這種鱗片葉的光合作用能力很差,隻能依靠吸收別的植物的營養生活。它們生活在熱帶地區,常寄生在一些殼鬥料樹木的根部。由於大批殼鬥科植物被砍伐,帽蕊草目前也正處於岌岌可危的地步。
獨一無二的巨魔芋
在大花草的家鄉——印度尼西亞的蘇門答臘,就在拉夫爾茲爵士發現大花草60年以後,1878年,一位名叫貝卡裏的意大利探險家正在熱帶雨林中踽踽獨行,猛然間他聞到了一股惡臭,循跡找去,貝卡裏發現了一朵巨大的花,那花像一個巨型的炮台。“燭台柄”高約05米,“燭台”由一片靠近地麵生出的巨大的葉子包住。這“燭台”其實是一個巨大的花序,花序成熟時,便形成高約3米,直徑達15米的肉穗花序。貝卡裏好不容易弄清楚,它是一種叫巨植物的花序。
巨也叫巨魔芋,屬天南星科。開花時節,巨魔芋長出巨大的佛焰苞,這佛焰苞就是那片貼近地麵的大葉子,葉子外部呈綠色,裏麵卻是紅色的。它包著一個大大的翠綠色的花序。花序一半露在外麵,一半藏在佛焰苞裏。花序上密布著黃色的雌花和雄花。花序生長的速度快得驚人,它每天可以長高好幾厘米。待到花朵開放,便發出陣陣惡臭,引來了許多逐臭的花蠅和甲蟲,無償地替巨魔芋傳粉。
然而,偌大的巨魔芋花序,和巨掌棕櫚的花序相比,那就顯得太小了。巨掌棕櫚樹屬於棕櫚科,生長在印度,生長的速度非常緩慢,30~40年以後,才能長到20多米高。這時,巨掌棕櫚樹的頂端長出一個龐大無比的圓錐花序,此花序高達14米,底部的直徑達10~12米,花序矗立在樹頂,樣子十分怪誕。
巨掌棕櫚的花序外包佛焰苞,一共可以開出10萬多朵花,花謝之時,便是巨掌棕櫚壽終正寢之時。
樹幹圓柱形之謎
隻要你平常對周圍的樹木稍加注意,就會知道不同各類的樹木,它們的樹冠、葉子、果實的形狀變化多端,幾乎不可能找出它們的共同形狀來。有時就是在同一種類中也有很大的變異。可是,當你把視線轉移到樹幹和枝條上去時,馬上就會發現:幾乎所有樹木樹幹都是圓的。奇怪!樹幹為什麼大都是圓柱形的,而不是別的形狀呢?為什麼形形色色的樹木在這一點上能夠“統一”起來呢?
讓我們來看一看圓柱形的樹幹到底有哪些好處吧!
幾何學告訴我們,圓的麵積比其他任何形狀的麵積要大,因此,如果有同樣數量的材料,希望做成容積最大的東西,顯然,圓形是最合適的形狀了。怪不得人們把用以輸送煤氣的煤氣管,用以輸送自來水的水管,都做成圓管狀的,實際上這是對自然現象的一種仿造。
所有樹幹都是圓形的,沒
人見過方形的樹,這是為什麼呢?
其次,圓柱形有最大的支持力。樹木高大的樹冠,它的重量全靠一根主幹支持,有些豐產的果樹結果時,樹上還要掛上成百上千斤的果實,如果不是強有力的樹幹支持,哪能吃得消呢?
樹木結果的年齡往往比較遲,有些果樹,如核桃、銀杏等常需要生長十多年,甚至幾十年才開始結第一次果實。在這一段漫長的時間裏,它們主要的任務,首先是建造自己的軀體,這需要耗費大量的養分,如果不是采用消耗材料最省而功能最大的結構,就會造成浪費,使結果年齡推遲,樹木本身繁衍後代的時間也拉長了,這對樹木來說是不利的。
關於樹木有許多奇怪而有趣的問題
再說,圓柱形結構的樹幹對防止外來傷害也有許多好處。樹幹如果是正方形、或是長方形、或是圓以外的其他形狀,那麼,它們必定存在著棱角和平麵。有棱角的存在是最容易被動物除掉的,也極容易摩擦碰傷。果園中的果樹,假如樹幹是四方的,可以想象它就容易被耕畜或其他機械損傷。我們知道,樹木的皮層是樹木輸送營養物質的通道,皮層一旦中斷,樹木就要死亡。而四方莖幹遭害的機會又這麼多,豈不危險嗎?好在樹幹是圓柱形的,就是機械碰傷致摩擦損傷了樹皮,也可能是局部地方而已。
另外,樹木是多年生植物,在它的一生中不免要遭到風暴的襲擊,由於樹幹是圓柱形的,所以,不管任何方向吹來的大風,很容易沿著圓麵的切線方向掠過,受影響的就僅一小部分了。你可以設想,如果樹幹是具有平麵的任何其他形狀,不待說,平麵比之圓麵上的一點受風力不是就大大增加了嗎?這樣,樹就會被風刮歪,嚴重時還會使樹倒斃呢!
在開闊地帶的樹木則枝葉縱橫,繁茂昌盛
一切生物都在進化的道路上前進著,它們軀體的特點總是朝著對環境最有適應性的方向發展。圓柱形樹幹可能也是對環境適應的結果。
森林裏樹木都很直之謎
如果請你畫一棵樹,你一定會畫得枝幹縱橫,葉子稠密,樹冠團團地像個寶塔,也許還長條拂地,迎風搖曳哩。
的確畫得不壞,隨便到哪裏去看看,樹木不是都長得這樣嗎?
倘使有人也畫樹,但他畫的樹又高又直,沒有縱橫的枝條,隻在頂上有那麼一小段長著樹枝和樹葉,看去仿佛在一根電線杆頂上紮了一把傘。你可能會看得哈哈大笑,這還像樹嗎?
可是別笑,有這樣的樹哩。要是隻有雲杉、紅鬆、杉樹、鬆樹等組成的原始的純針葉林,那麼,在你眼前的,就隻有一根根粗大的木柱子,非要你仰起頭來,才能看到枝葉,而這些樹木的枝葉,就隻有小小的一簇,盤踞在高高的樹頂上,跟你看見要笑的那張畫上的怪樹一樣。
茂密森林中的樹木大部分都長
得高而直,這樣有利於獲取更多的陽光。
這是怎麼一回事呢?是誰把它們的枝條砍得那麼光光的呢?
其實誰也沒有來砍過這些樹的枝條,這些枝條是樹木本身落掉的。
原來,樹木的生長,首先必須依靠陽光。哪一棵樹能夠在沒有陽光的照射下,長久地生存下去呢?許多樹木擠在一起生長時,得到陽光的機會,自然比單獨生長的樹木少,但是生存是一切生物的第一要求,於是樹木都爭先恐後地向上長,都想多得一些陽光。然而在一定麵積上,陽光給予的能量是有限製的,就使得樹木不得不改變它的生長狀況,以適應自然環境。
在眾樹密處的森林裏,大量的枝葉既影響通風,又得不到充足的陽光,因而不能給樹身製造養科,在消耗了枝葉本身的養料以後,就自然而然地枯死了,掉落了。這種現象叫做森林的自然整枝。
森林裏樹木都很直
可是樹頂部分的枝葉,在同其他樹木作了競爭以後,大家均勻地長到相差不多的高度,在那樣的高處,有著充足的陽光照射,根部又源源不斷地送來水分與無機鹽,使它緊張地製造著整棵樹所需要的養料,因此這一部分生命力強,長得很好。
一定的自然環境,往往會賦予各種植物以一定的外形(生活型)。森林裏的樹木,大都長得很直,而且隻有樹梢一段有樹枝和樹葉,也是森林的自然環境造成的,如果讓它享有充分的陽光,有足夠發展的空間,它就決不會是那樣了。
樹木過冬之謎
大自然裏有許多現象是十分引人深思的。例如,同樣從地上長出來的植物,為什麼有的怕凍,有的不怕凍?更奇怪的是鬆柏、冬青一類樹木,即使在滴水成冰的冬天裏,依然蒼翠奪目,經受得住嚴寒的考驗。
隆冬嚴寒,大漠沙梁上的梭梭樹銀色披掛。
其實,不僅各式各樣的植物抗凍力不同,就是同一株植物,冬天和夏天抗凍力也不一樣。北方的梨樹,在-20℃~-30℃能平安越冬,可是在春天卻抵擋不住微寒的襲擊。鬆樹的針葉,冬天能耐-30℃嚴寒,在夏天如果人為地降溫到-8℃就會凍死。
樹木如何“越冬”的秘密讓科家們大費腦筋。
什麼原因使冬天的樹木特別變得抗凍呢?這確實是個有趣的問題。
最早國外一些學者說,這可能與溫血動物一樣,樹木本身也會產生熱量,它由導熱係數低的樹皮組織加以保護的緣故。以後,另一些科學家說,主要是冬天樹木組織含水量少,所以在冰點以下也不易引起細胞結冰而死亡。但是,這些解釋都難以令人滿意。因為現在人們已清楚地知道,樹木本身是不會產生熱量的,而在冰點以下的樹木組織也並非不能凍結。在北方,柳樹的枝條、鬆樹的針葉,冬天不是凍得像玻璃那樣發脆嗎?然而,它們都依然活著。
那麼,秘密究竟何在呢?
原來,樹木的這個本領,它們很早就已經鍛煉出來了。它們為了適應周圍環境的變化,每年都用“沉睡”的妙法來對付冬季的嚴寒。
樹木靠“冬眠”抵禦酷寒
白雪皚皚的森林,一片寂靜。
我們知道,樹木生長要消耗養分,春夏樹木生長快,養分消耗多於積累,因此抗凍力也弱。但是,到了秋天,情形就不同了,這時候白晝溫度高,日照強,葉子的光合作用旺盛;而夜間氣溫低,樹木生長緩慢,養分消耗少,積累多,於是樹木越長越“胖”,嫩枝變成了木質……逐漸地樹木也就有了抵禦寒冷的能力。