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一直以来,我们都认为植物是没有智慧的。然而,随着对植物研究的逐步深入,科学
家们惊奇地发现,植物们竟是有智慧的!在神奇的植物世界,许多植物为了生存,不仅能
“看”、能“睡”,还能“吃”呢。
植物能“看”
我们知道,植物都能利用阳光进行光合作用。科学家通过研究发现,被遮挡的植物
可能“看”得见阳光的变化。
当阳光照射植物投下阴影时,一些植物能“看”到周围其他植物投来的阴影,从而知
道在它的附近其他植物存在的情况。如果它发现周围过于拥挤,自己可能被别的植物遮
挡,它就会限制自己的新生嫩枝的生长,转而促进主干的生长,以便与伙伴们争夺阳光。
植物怎么“看”周围呢?阳光携带了大量信息,植物利用一种叫做受光体的分子来解
读阳光所携带的信息,其作用非常类似于动物的视觉系统。
通过分析阳光所携带的信息,植物能知道“白天变长了吗”、“我该开花了吗”诸如此
类的事情,还能通过阳光确定:春天是否已经来临?冬天是否已经结束?种子应该什么时
候发芽?以开花为例,大多数植物都能够做到与季节变化保持高度一致,一些植物如果
白天时间太长就不开花,而另一些植物只是在白天时间持续足够长时才开花。
植物是怎样得到这些信息的呢?
科学家发现,植物能够“研究”由各种颜色组成的环境光,并通过改变自己的生长模
式做出相应的变化。例如,遍布于植物的叶子和茎干的叶绿素有选择地从自然光中吸收
红光、蓝光,而反射远红外光。如果一株植物处在过于浓密的环境当中,那么它周围的红
光就会较少,而远红外光则会较多。因此,只要它检测出红光和远红外光之间的比值,就
会马上知道自己是否被遮挡了。
植物不仅能测量各种颜色的光的量,而且还能测量各种颜色的光所占的比值。在野
外,草的最上层叶子接受到的阳光最多,被遮挡的只是它们的根部。因此,植物的根部接
触到的红光少,远红外光多。
浙江大学的教授曾经做过一个简单易行的试验:给植物照射人造红光。如果植物被
欺骗,根据颜色比值错误地估算其周围伙伴的密度,认为自己周围的疆土还非常宽阔,不
必朝上发展去争夺阳光,那么它们就会在人造红光下继续生长,长出更多的分蘖。
结果,植物真的被欺骗了,它们在根部长出了许多嫩枝。后来这块地的植物由于生长
得过于拥挤,大部分都死掉了。植物被红光所愚弄,错误地认为生长在附近的其他植物非
常少,从而降低了与其他植物争夺资源的能力。
植物能“睡”
含羞草或合欢等豆科植物白天打开叶子,一到夜里就闭上叶子“睡觉”,这种由叶子
的开闭引起的植物的“睡眠”活动自古以来就受到人们的关注。最早的记录可追溯到公元
前4世纪留下的亚历山大大帝命令部下调查“植物何以睡眠”的记录。到了18世纪,法国的
生物学家德·梅兰发现,即使将含羞草置于光照不进去的洞穴中,几天之中,它仍持续以
24小时为周期开闭叶片,也就是说它不受光等外部环境的影响,这说明在它的体内存在
周期性运动的“生物钟”。
迄今为止。科学家已经从含羞草、决明属、叶下珠属、铁扫帚、合欢属五种豆科植物中
各自成对地分离出了“睡眠物质”与“觉醒物质”。各植物的这些物质对于其他植物完全不
起作用。例如即使将合欢属的“睡眠”或“觉醒”物质以10万倍的浓度作用于含羞草,也完
全没有效果。
那么,生物钟是怎样控制植物的“睡眠运动”的呢?科学家通过定时采集、萃取、测量
植物体内所含的“睡眠”或“觉醒”物质发现,“觉醒物质”的浓度几乎全天恒定,而“睡眠物
质”的浓度却是在张开叶子的白昼减少,在闭合叶子的夜间增加。“觉醒物质”与“睡眠物
质”的平衡浓度的变化,决定了叶子是闭合还是张开。
植物能“吃”
一朵美丽异常的鲜“花”在云遮雾罩的沼泽地里盛开着,散发出一缕缕诱人的香气。
一只蜜蜂禁不住花香的诱惑,急速扇动着翅膀,发出“嗡嗡”的尖叫声,扑向眼前的猎物。
当它落到“花朵”上后,才发现自己犯了一个致命的错误,但为时已晚——叶子迅速闭合,
就像食肉动物吞下猎物一样,可怜的蜜蜂只进行了短暂的挣扎,便成了植物的腹中餐。
这一幕有点像科幻大片里的情节,但却是自然界中的真实存在。这种植物就是维纳
斯捕蝇草。之所以用“维纳斯”这一名字命名它,是因为植物学家发现,这种植物对昆虫
的诱惑同漂亮女人对男人的诱惑存在某些类似之处。
捕蝇草能吃昆虫和蜘蛛类节肢动物,如蜘蛛、苍蝇、蟋蟀、蛞蝓以及各种毛虫等。
维纳斯捕蝇草为何要吃昆虫呢?与其他植物一样,它也是通过光合作用来获取营养
的。利用太阳能促使二氧化碳和水转换成糖和氧,然后糖又转换成三磷酸腺苷这种能量
形式。除了合成葡萄糖外,这种植物还需要氨基酸、维生素以及其他维持其生命所需的
细胞成分。为了得到这些物质,维纳斯捕蝇草必须补充以下养分:氮(制造氨基酸、核酸
和蛋白质)、磷(是携带能量的三磷酸腺苷成分的一部分)、镁(是酶所不可或缺的一种合
作要素)、硫(能制造某种氨基酸)、钙(制造植物细胞壁)、钾(调节水在植物体内的进出
运动)。
然而,在维纳斯捕蝇草居住的沼泽地里的土壤中却缺少以上这些营养物质。由于自
身无法制造生长所必需的结构材料,因而大部分植物在这种环境中都无法生存。然而,
在长期的进化中,维纳斯捕蝇草逐渐适应了这种独特的生态环境,它们成功地进化出一
种能力:通过寻找其他替代物质来获取其生长所必需的营养物质。而像昆虫之类的生物
正好能提供土壤中所缺失的营养物质。
与我们人类不同,植物没有复杂的肌肉和上下颚使它能够去争抢、咀嚼、吞咽或加
工食物。不过,维纳斯捕蝇草进化出了一种高度特化的叶子来完成这一系列复杂过程。
叶子既是它的嘴又是它的胃。
维纳斯捕蝇草并非什么活物都能吃,这里有一个体积限制。这种植物的叶片一般只
有1英寸(1英寸=2.54厘米)长,理想的食物体积应在1/3英寸左右。如果一只昆虫的体积
过大,叶子就无法紧密闭合,细菌和霉菌就会乘虚而入。细菌和霉菌一旦钻进来,就会在
腐烂的昆虫尸体上迅速繁殖,叶子就会遭殃。随着叶子的腐烂,叶片将会变黑,最终导致
整个叶片的脱落。维纳斯捕蝇草的叶片掉落后并不影响它的捕食能力,因为最终它还会
长出新的叶片来。叶片一般可关闭10～12次,然后它就会失去捕捉昆虫的能力:叶片无法
再闭合了,也不能吸引和吞吃昆虫了。这时叶子就只具有光合作用功能,大约再经过2～3
个月,叶子就会掉落。
昆虫一旦被完全封闭在叶片里,消化过程就开始了。叶片就成了植物的胃,与我们
人类的胃一样,它也会分泌酸性消化液体,以融化食物的软体组织和细胞膜。消化液体
还能起到杀菌的作用,杀死与食物一起被吞人的少量细菌。
植物界对于我们人类来说,同样是一个充满神奇和奥妙的世界,至今有许多未知之
谜,等待我们不懈地求知和探索。
家们惊奇地发现,植物们竟是有智慧的!在神奇的植物世界,许多植物为了生存,不仅能
“看”、能“睡”,还能“吃”呢。
植物能“看”
我们知道,植物都能利用阳光进行光合作用。科学家通过研究发现,被遮挡的植物
可能“看”得见阳光的变化。
当阳光照射植物投下阴影时,一些植物能“看”到周围其他植物投来的阴影,从而知
道在它的附近其他植物存在的情况。如果它发现周围过于拥挤,自己可能被别的植物遮
挡,它就会限制自己的新生嫩枝的生长,转而促进主干的生长,以便与伙伴们争夺阳光。
植物怎么“看”周围呢?阳光携带了大量信息,植物利用一种叫做受光体的分子来解
读阳光所携带的信息,其作用非常类似于动物的视觉系统。
通过分析阳光所携带的信息,植物能知道“白天变长了吗”、“我该开花了吗”诸如此
类的事情,还能通过阳光确定:春天是否已经来临?冬天是否已经结束?种子应该什么时
候发芽?以开花为例,大多数植物都能够做到与季节变化保持高度一致,一些植物如果
白天时间太长就不开花,而另一些植物只是在白天时间持续足够长时才开花。
植物是怎样得到这些信息的呢?
科学家发现,植物能够“研究”由各种颜色组成的环境光,并通过改变自己的生长模
式做出相应的变化。例如,遍布于植物的叶子和茎干的叶绿素有选择地从自然光中吸收
红光、蓝光,而反射远红外光。如果一株植物处在过于浓密的环境当中,那么它周围的红
光就会较少,而远红外光则会较多。因此,只要它检测出红光和远红外光之间的比值,就
会马上知道自己是否被遮挡了。
植物不仅能测量各种颜色的光的量,而且还能测量各种颜色的光所占的比值。在野
外,草的最上层叶子接受到的阳光最多,被遮挡的只是它们的根部。因此,植物的根部接
触到的红光少,远红外光多。
浙江大学的教授曾经做过一个简单易行的试验:给植物照射人造红光。如果植物被
欺骗,根据颜色比值错误地估算其周围伙伴的密度,认为自己周围的疆土还非常宽阔,不
必朝上发展去争夺阳光,那么它们就会在人造红光下继续生长,长出更多的分蘖。
结果,植物真的被欺骗了,它们在根部长出了许多嫩枝。后来这块地的植物由于生长
得过于拥挤,大部分都死掉了。植物被红光所愚弄,错误地认为生长在附近的其他植物非
常少,从而降低了与其他植物争夺资源的能力。
植物能“睡”
含羞草或合欢等豆科植物白天打开叶子,一到夜里就闭上叶子“睡觉”,这种由叶子
的开闭引起的植物的“睡眠”活动自古以来就受到人们的关注。最早的记录可追溯到公元
前4世纪留下的亚历山大大帝命令部下调查“植物何以睡眠”的记录。到了18世纪,法国的
生物学家德·梅兰发现,即使将含羞草置于光照不进去的洞穴中,几天之中,它仍持续以
24小时为周期开闭叶片,也就是说它不受光等外部环境的影响,这说明在它的体内存在
周期性运动的“生物钟”。
迄今为止。科学家已经从含羞草、决明属、叶下珠属、铁扫帚、合欢属五种豆科植物中
各自成对地分离出了“睡眠物质”与“觉醒物质”。各植物的这些物质对于其他植物完全不
起作用。例如即使将合欢属的“睡眠”或“觉醒”物质以10万倍的浓度作用于含羞草,也完
全没有效果。
那么,生物钟是怎样控制植物的“睡眠运动”的呢?科学家通过定时采集、萃取、测量
植物体内所含的“睡眠”或“觉醒”物质发现,“觉醒物质”的浓度几乎全天恒定,而“睡眠物
质”的浓度却是在张开叶子的白昼减少,在闭合叶子的夜间增加。“觉醒物质”与“睡眠物
质”的平衡浓度的变化,决定了叶子是闭合还是张开。
植物能“吃”
一朵美丽异常的鲜“花”在云遮雾罩的沼泽地里盛开着,散发出一缕缕诱人的香气。
一只蜜蜂禁不住花香的诱惑,急速扇动着翅膀,发出“嗡嗡”的尖叫声,扑向眼前的猎物。
当它落到“花朵”上后,才发现自己犯了一个致命的错误,但为时已晚——叶子迅速闭合,
就像食肉动物吞下猎物一样,可怜的蜜蜂只进行了短暂的挣扎,便成了植物的腹中餐。
这一幕有点像科幻大片里的情节,但却是自然界中的真实存在。这种植物就是维纳
斯捕蝇草。之所以用“维纳斯”这一名字命名它,是因为植物学家发现,这种植物对昆虫
的诱惑同漂亮女人对男人的诱惑存在某些类似之处。
捕蝇草能吃昆虫和蜘蛛类节肢动物,如蜘蛛、苍蝇、蟋蟀、蛞蝓以及各种毛虫等。
维纳斯捕蝇草为何要吃昆虫呢?与其他植物一样,它也是通过光合作用来获取营养
的。利用太阳能促使二氧化碳和水转换成糖和氧,然后糖又转换成三磷酸腺苷这种能量
形式。除了合成葡萄糖外,这种植物还需要氨基酸、维生素以及其他维持其生命所需的
细胞成分。为了得到这些物质,维纳斯捕蝇草必须补充以下养分:氮(制造氨基酸、核酸
和蛋白质)、磷(是携带能量的三磷酸腺苷成分的一部分)、镁(是酶所不可或缺的一种合
作要素)、硫(能制造某种氨基酸)、钙(制造植物细胞壁)、钾(调节水在植物体内的进出
运动)。
然而,在维纳斯捕蝇草居住的沼泽地里的土壤中却缺少以上这些营养物质。由于自
身无法制造生长所必需的结构材料,因而大部分植物在这种环境中都无法生存。然而,
在长期的进化中,维纳斯捕蝇草逐渐适应了这种独特的生态环境,它们成功地进化出一
种能力:通过寻找其他替代物质来获取其生长所必需的营养物质。而像昆虫之类的生物
正好能提供土壤中所缺失的营养物质。
与我们人类不同,植物没有复杂的肌肉和上下颚使它能够去争抢、咀嚼、吞咽或加
工食物。不过,维纳斯捕蝇草进化出了一种高度特化的叶子来完成这一系列复杂过程。
叶子既是它的嘴又是它的胃。
维纳斯捕蝇草并非什么活物都能吃,这里有一个体积限制。这种植物的叶片一般只
有1英寸(1英寸=2.54厘米)长,理想的食物体积应在1/3英寸左右。如果一只昆虫的体积
过大,叶子就无法紧密闭合,细菌和霉菌就会乘虚而入。细菌和霉菌一旦钻进来,就会在
腐烂的昆虫尸体上迅速繁殖,叶子就会遭殃。随着叶子的腐烂,叶片将会变黑,最终导致
整个叶片的脱落。维纳斯捕蝇草的叶片掉落后并不影响它的捕食能力,因为最终它还会
长出新的叶片来。叶片一般可关闭10～12次,然后它就会失去捕捉昆虫的能力:叶片无法
再闭合了,也不能吸引和吞吃昆虫了。这时叶子就只具有光合作用功能,大约再经过2～3
个月,叶子就会掉落。
昆虫一旦被完全封闭在叶片里,消化过程就开始了。叶片就成了植物的胃,与我们
人类的胃一样,它也会分泌酸性消化液体,以融化食物的软体组织和细胞膜。消化液体
还能起到杀菌的作用,杀死与食物一起被吞人的少量细菌。
植物界对于我们人类来说,同样是一个充满神奇和奥妙的世界,至今有许多未知之
谜,等待我们不懈地求知和探索。