第3章 植物也會變魔術——神奇的綠色城堡
- 課本上讀不到的生物故事
- 李琳
- 7615字
- 2016-02-26 15:16:22
會流眼淚的胡楊樹
樹木怎么會流眼淚呢?你大概覺得很奇怪吧,但自然界中就是有這么神奇的事情。在中國塔克拉瑪干大沙漠的邊緣,有一種十分珍貴的胡楊樹。
胡楊樹十分高大,樹干上流出好多“眼淚”,彎曲的樹干像一個弓著背的老人,無論天氣多干旱,風沙多么猛烈,它始終堅定地站在那里。它雖然其貌不揚,卻有著極強的生命力。
胡楊樹耐干旱,耐鹽堿,抗風沙,能在年降水量只有十幾毫米的惡劣自然條件下生長。當地農民說:“胡楊三千年,長著不死一千年,死后不倒一千年,倒地不爛一千年。”
正是由于這種干旱的生活環境,使它不得不在體內貯存較多的水分。如果用鋸子將樹干鋸斷,就會從伐根處噴射出一米多高的黃水。如果有什么東西劃破了樹皮,胡楊體內的水分就會從“傷口”滲出,看上去就像傷心得流淚一樣。因此當地人稱胡楊是“會流淚的樹”。不過,它所流的“淚”很快就變成一種結晶體,叫做胡楊堿,可以食用、洗衣,還可以制肥皂呢!
光棍樹的愿望
植物國中有幾棵光棍樹,這些樹無論春夏秋冬總是光禿禿的,全身上下沒有一片綠葉,只有許多圓棍狀肉質枝條,也因此,人們稱它們為“光棍樹”。
春夏時節,正是綠色植物枝繁葉茂的時候,其中有一棵頂小的光棍樹非常渴望有一天自己也能長滿綠葉,但它就是不知道自己為什么無論多努力吸收養分都無法長出綠葉。小光棍樹很苦惱,它想解開這個謎團,有一天它就向一位植物學家詢問這件事的原因。
聽完小光棍樹的問話后,植物學家笑了,他說:“你們的故鄉在東非和南非,那里氣候炎熱,干旱缺雨,蒸發量非常大。在這種嚴酷的自然條件下,葉子越來越小,最后逐漸消失,就變成今天這副模樣了。你們沒有了葉子,就可以減少體內水分的蒸發,避免了被旱死的危險。不過你們雖然沒有綠葉,但你們的枝條完全可以代替葉子進行光合作用,制造出供植物生長的養分,這樣你們就能長大了。”
植物學家還告訴小光棍樹:“你們的枝條雖然沒長葉子,但是卻含有很多乳白色的汁液,這種汁液是一種高級碳氫化合物,可以為人們提供‘綠色石油’。”
不怕火燒的“英雄樹”
世界上有不怕火燒的樹?這早已經不是什么奇聞了。
生長在非洲的安哥拉的一種叫作梓柯的樹,就有這樣的功效。它的枝杈間長著一個個饅頭似的節苞,里面儲滿了液體,節苞滿布著小孔。當它們遇到火光的時候,就立即從小孔噴出液體,這種液體含有四氯化碳,是一種滅火能力很強的化學物質。因此,人們稱這種樹為“滅火樹”。
木荷樹也是一種防火樹,能阻止火焰蔓延。它通常生長在中國粵西山區森林中,樹葉含水量高達45%,在烈火的燒烤下焦而不燃。它的葉片濃密,覆蓋面大,樹下又沒有雜草滋生,因此既能阻止樹冠上部著火蔓延,又能防止地面火焰延伸。
美國林業專家發現常春藤等幾種植物也不怕火燒,甚至可以稱為滅火植物。原來它們接觸火苗后本身并不燃燒,只是表面發焦,因而能阻止火焰蔓延。根據這樣的特性,有人開始設想,如果將常春藤成排地種植在森林的周圍,就能形成防火林帶。
落葉松也是不怕火燒的樹種。這是因為落葉松挺拔的樹干外面包裹著一層幾乎不含樹脂的粗皮。這層厚厚的樹皮很難被燒透,因為大火不會傷害到它里面的組織,而只能把它的表皮烤糊。即使樹干被燒傷了,它也能分泌出一種棕色透明的樹脂,將身上的傷口涂滿涂嚴,隨后凝固,把那些趁火打劫的真菌、病毒及害蟲都隔離了。因此,落葉松就成了熊熊林火中令人矚目的“英雄樹”。
生長在中國海南的海松也是一種不怕火燒的樹。用它做成的煙斗,即使長年累月的煙熏火燎也不會被燒壞。這是因為海松具有特殊的散熱能力,木質又堅硬,特別耐高溫。
南非喬治森林研究站的工作者也發現,蘆薈不怕火燒。一般來說,植物的葉子枯萎后便脫落了,而非洲大草原上的一些蘆薈的枯葉卻死而不落。一場火災后,死葉覆蓋主干的蘆薈中有90%以上經受了煉獄的考驗活了下來。由于蘆薈的死葉有某種不易燃的物質,在死葉的保護下,大火無法達到致蘆薈于死地的高溫,蘆薈就能逃過劫難。
不怕火燒的植物還有很多,可是存在這些植物并不奇怪,因為很多物種在其漫長的進化過程中,都能逐漸形成的一種自身保護能力。
尋找樹中的“巨人”
你能說出世界上體積最大的樹是什么嗎?
告訴你吧,在美國加利福尼亞州內華達山脈西坡上,生長著一小片巨杉林,這就是世界上的樹中“巨人”。巨杉樹干粗大筆直,高聳入云。最高的一株巨杉樹高83.8米,基部直徑11.1米,下部沒有枝丫,像一個高高的樹標聳立在公路旁,人們叫它“謝爾曼將軍”。
據科學家們估計,這可巨杉樹齡約2150年左右,應該不超過3100年,被稱為“世界爺”。也就是說,世界上所有的樹木和它們相比,在個頭上和年齡上都只能算是孫子輩兒呢!樹干圍長31.1米,,需要20多個成年人才能抱住它!
人們從它的樹干下面開了一個洞,洞中可以讓四個騎馬的人并排走過。即使把樹鋸倒以后,人們也要用長梯子才能爬到樹干上去。它的樹樁大得可以做個小型舞臺。
有人曾估計這株巨杉重6000多噸。1985年,科學家根據它的木材比重重新進行了測算,認為“謝爾曼將軍”樹重2800噸。這個重量雖然不足原估計的一半,但在整個地球的生物界卻是絕對的冠軍。
就算是用藍鯨這么大的動物來與它比較,也要15頭左右的藍鯨足以與它的體重匹敵。
巨杉這種超級樹木的歷史非常悠久,7000萬年前曾遍布北半球。后來,經過第四紀冰川的浩劫,只有內華達山脈上保留了一小片杉樹林。所以巨杉是世界上體積最大的樹。
會長面包的樹
一只小型的黑猩猩獨自走在森林里,它不時停下來東張西望,像是在尋找什么東西。突然,樹上跳下來一只猴子,它問黑猩猩在找什么。黑猩猩說:“我的媽媽病了,我要出來摘些面包給她吃,可是我從來都不知道該去哪兒找。”
“是這樣啊,你跟我來,我帶你去找。”猴子拍拍胸脯說,“我知道在哪里。”
于是黑猩猩跟著猴子找到了那片面包樹林,它高興地摘著樹上的面包。
嘿嘿……你是不是覺得這是在做夢?但這對有些人來說卻是輕而易舉。
在南太平洋的馬達加斯加島上,當地居民吃的“面包”就是從樹上摘下來的,這種樹叫“面包樹”。面包樹的枝條、樹干直到根部都能結果。果實的大小不一,大的如同足球,小的形似柑橘,最重可達20千克。面包果的營養很豐富,含有大量的淀粉,還有豐富的維生素A和維生素B及少量的蛋白質和脂肪。人們從樹上摘下成熟的面包果,放在火上烘烤至黃色,就可食用。這種烤制的面包果松軟可口,酸中帶甜,口感和面包差不多。面包果還可用來釀酒和制作果醬,是當地居民不可缺少的木本糧食呢,所以家家戶戶都種植。
大千世界,真是無奇不有啊!
紅藻的家在海的最深處
一般的植物都是靠葉綠素,以二氧化碳和水為原料產生光合作用,由此生長、發育、繁殖的。可紅藻的家在大海的最深處,很難見到陽光,它是怎樣生活的呢?
就算是大海里的居民,小螃蟹對此也很納悶。一天,小螃蟹同往常一樣在海邊散步,突然它發現了遠處有一條紅色的帶子飄在淺水里,很像紅藻。它快步走過去打了聲招呼:“嗨,你是誰?你的家在哪里呀?”
“我叫紅藻,住在大海的最深處,中午我正睡得迷迷糊糊,不知是什么東西把我拖到這里。”那條紅色帶子說。
“是這樣啊,那你們在海底怎么生活啊?”小螃蟹又問,“看起來,你沒有葉綠素,那該怎樣進行光合作用呢?”
“嘻嘻……實際上,我們海里生長的植物也是有葉綠素的,不過含量不多。海里和海面的情況不大一樣,蔚藍色的海水那么深,海面有很多生物在活動,海水里又有大量的各種鹽類,都對太陽光里各種顏色的光線進入海水起了一定的阻擋作用。紅光只能透入海水的表層,橙黃色光能透入較深一點,綠、藍、紫色光能透入得更深一些。所以,綠藻吸收紅光,生活在最淺的地方;藍藻吸收橙黃色光,生活在較深的地方;褐藻吸收黃綠色光,生活在更深一些的地方;我們紅藻是吸收綠光的,所以,生活在最深層。一般離海面近的植物,葉綠素的含量多一點,越是深海里的植物,葉綠素的含量越少。就像我們,葉綠素的含量比綠藻少得多。”
小螃蟹聽完后點了點頭說:“原來是這樣啊!太神奇了,那你在這里怎么生活啊?”
紅藻聽后嘆了口氣說:“明天太陽出來后,我就會被曬死,所以我要想辦法回去。”
小螃蟹說:“我回去找我的伙伴們幫忙,送你回去。”
“那太謝謝你了。”紅藻高興地說。
后來,小螃蟹和它的伙伴們幫紅藻回到了海底的家。
“鬧鬼”的柳樹
很多年前,江蘇某地的一些人在夜晚發現了幾株會發光的柳樹。當時他們感到又奇怪又害怕,以為是“鬧鬼”了。白天,這些樹樁毫不起眼,可是到了夜間,它們卻閃爍著神秘的淺藍色的光。
后來的很長一段時間里,始終沒有人知道,這究竟是為什么。后來,人們經過研究發現,發光的不是柳樹,而是寄生在它身上的真菌——假蜜環菌的菌絲體。因為這種菌會發光,人們便給它取名為“亮菌”。這種菌長得像棉絮一樣,專找一些樹樁安身,吮吸植物養料,吃飽了就得意地閃光。
還有一些植物也會發光,但它們發光卻不是這種“亮菌”引起的,而是因為這些植物體內有一種特殊的發光物質——熒光素和熒光酶。植物在進行生命活動的過程中要進行生物氧化,熒光素在酶的作用下氧化,同時放出能量,這種能量以光的形式表現出來,就是我們看到的生物光。
生物光是一種冷光,它的光色柔和、舒適。科學家受冷光的啟示,模擬生物發光的原理,制造出了許多新的高效光源來。
樹上的“玉凈瓶”
傳說中的“玉凈瓶”是《西游記》中金角大王和銀角大王的五件寶貝之一。這種“玉凈瓶”可以把人或妖裝入其中,只需一時半刻就能將其化為膿水。但是有些樹上的“玉凈瓶”也有此神功,不過,它裝的不是人或妖,而是小蟲。
東南亞的熱帶森林里,長著一種奇怪的草,名叫豬籠草。豬籠草有一個獨特的吸取營養的器官——捕蟲籠,這些捕蟲籠有的像當地的豬籠,有的像胖胖的大水罐,有的像細溜溜的涼水瓶,有的像上粗下細的大漏斗,形狀奇特、俊俏非常。有人將這種捕蟲籠戲稱為“玉凈瓶”。
豬籠草是一種食肉植物。這類植物并不都是通過光合作用獲取養分生長的,也有可能依靠食用葷類昆蟲來養活自己。它們能借助特別的結構引誘捕捉昆蟲甚至是一些小蜥蜴、蛙類、小鳥等小動物,然后靠消化酶、細菌或兩者的作用將其分解,然后吸收其養分。“玉凈瓶”就是豬籠草狩獵用的捕蟲袋。一些饑餓的小蟲被美麗的“瓶子”吸引,興沖沖地爬上“瓶子”,吮吸瓶口甜蜜的誘餌,一不小心便跌入瓶內的“深潭”,被“深潭”中貌似清水實則為消化液的各種酶化成“肉湯”,成為豬籠草的營養品。
豬籠草是食蟲植物中的一大類型,全世界共有70余種,主要生長在東南亞、中國南部、印度、斯里蘭卡一帶。它們中的許多種能爬到幾十米高的大樹上,利用大樹的身體,布下捕蟲的天羅地網。在沒有樹木可攀援時,豬籠草就把捕蟲袋放在地面上,同樣也可捕食到各種小蟲。
醉人草與死亡樹的故事
波利尼西亞出產一種草,屬于胡椒屬,當地人民把它叫做“卡瓦”,也有叫做“考沙”的,它就是醉人草。
“卡瓦”,是多年生的草本植物,莖高3米多,葉子形狀像心臟。花開得很多,小小的,黃綠色。波利尼西亞有野生的“卡瓦”,但是當地人民都熱心栽培這種植物,因為它的根中含有一種樹脂,具有麻醉性,是利尿的藥。當地人民嗜好這種樹脂,就像嗜酒的人對酒的貪戀一樣。
醉人草的麻醉性很像鴉片,但二者成分又不一樣。
植物界里不僅有令人麻醉的草,還有使人致命的樹。
18世紀的時候,英國軍隊與東印度群島中的婆羅洲土人交戰,土人把蘆葦薄片的一端削成箭頭,箭頭尖上蘸上毒樹的汁液,善射的人把這種箭射向來犯的敵軍,最遠可射250尺遠。起初英國士兵不知道這箭的厲害,徑直往前走,但是不一會兒,毒箭的殺傷力使英國士兵驚駭萬分,再也不敢貿然行動了。這種最毒的樹叫“見血封喉”,又稱為“箭毒木”。
箭毒木是一種落葉喬木,一般高25~30米,樹干筆直,樹冠龐大,枝葉有粗毛。箭毒木多分布在赤道附近的熱帶地區,中國的海南島、云南和廣西等地也有少量分布。它的樹皮和葉子中有一種白色的乳汁,毒性非常厲害。這種毒汁如果進入眼中,眼睛立刻就會失明。它的樹枝燃燒時放出的煙氣,熏入眼中,也會造成失明。“箭毒木”的意思是,這種樹汁可作箭毒,涂在箭頭上可射死野獸。為什么又叫它“見血封喉”呢?因為用這種樹汁制成的毒箭,射中野獸之后,3分鐘內能使血液迅速凝固、心臟停止跳動而導致死亡。這種有毒的樹汁如果碰到人的皮膚傷口上,也會導致死亡,因此,人們給它起了這個可怕的名字。
酷似人類身體的海椰子
很久以前,一位馬爾代夫漁民在印度洋上捕魚時,撈上了一顆奇特的椰子——它的形狀竟像是女人的骨盆。他將這顆椰子帶回了島上,人們聞訊紛紛趕來觀賞。最后,人們一致認為這種奇形怪狀的椰子是生長在海底的椰樹的果實,所以就給它起了一個名字,叫做“海椰子”。
后來,人們在在塞舌爾群島的第二大島普拉斯蘭島發現了這種椰樹,那里的“五月山谷”里,掛滿了這種巨型的椰子。如今,這種神奇靈異的植物已經成為游客到塞舌爾群島必定會去觀賞的植物,儼然成為了風光旖旎、花香襲人的神秘島國塞舌爾的一個象征。
海椰樹高一般為5~6米。它們有一個有趣的生長現象,就是它們總是一高一矮并排生長,原來它們是雌雄異株,高的是雄樹,它像衛士一樣日夜守衛在果實累累的雌樹旁邊。
更奇妙的情景會發生在它開花授粉時。在開花的季節,到了晚上,雄樹的樹冠就會左右搖晃,以便把花粉傳授給雌花。因為它們的這種默契合作,人們便把海椰果稱為“愛情之果”。
海椰樹生長十分緩慢,通常要生長25年才能開花結果,即使結果后,還要再經過8年的孕育,果實才會成熟。可是它的壽命很長,能活上千年,連續結果百年以上。
最為奇異的是,海椰樹的雌雄樹都會結果。雌樹結的果子有臉盆般大,一個可重達30千克;雄樹的果子像彎彎的長棒,長1米多。這種雌雄都能結果的樹實屬罕見。
此外,海椰的經濟價值也很高,它的汁液香醇,椰肉是上等補品,椰殼可以雕成工藝品,椰葉可以編席子……由于島上的海椰樹比較少,也就格外使它受到人們的喜愛,一個海椰果的價值可達200美元呢!
會跳舞的跳舞草
世界上有一種植物可以跳舞,而且它就生長在中國的南方,人們給它起了一個非常好聽的名字叫‘跳舞草’。” 在印度、斯里蘭卡等熱帶地區也能見到。
這種草在跳舞的時候時而會像雞毛一樣飄動,會像鴛鴦相戲,丹鳳求凰,所以也有人叫它“雞毛草”或“風流草”。民間說它跳得迷人魂魂,又叫“迷魂草”。也有人見它兩片小葉永遠無限忠誠地圍繞大葉舞動,似忠臣保衛君主,便又稱之為“二將保皇”。
跳舞草枝干上每個葉柄的頂端有一片大葉子,大葉子后面對稱長著兩片小葉。這些葉子對陽光特別敏感,一旦受到陽光照射,后面的兩片小葉就會迎著太陽一刻不停地繞著葉柄翩翩起舞,從旭日東升一直舞到晚霞遍地,它才疲倦地順著枝干倒垂下來開始休息。可是第二天太陽一出來,它就又開始跳舞。更有趣的是,一天中陽光愈烈的時候,它旋轉的速度也愈快,一分鐘里能重復跳好幾次呢!
氣溫的高低會影響跳舞草的“舞蹈動作”。據觀察,隨著氣溫的升高,小葉的轉動速度加快。當氣溫升到30℃時,小葉轉動最為活躍。即使是陰天,它的小葉也會像蜻蜓或蝴蝶在花叢中翩翩起舞那樣擺動旋轉,妙趣橫生。
跳舞草為什么會跳舞呢,這個問題目前還存在很多疑問,不過,植物學家普遍認為與太陽有關,就像向日葵總是沖著太陽轉動一樣。至于究竟是什么原因,還有待于進一步研究。
【科學實驗室】
【實驗一】藍色樹葉
你會經常看到綠色的,甚至是紅色的樹葉,但你可曾見過藍色的樹葉?
你需要準備的材料
2片新鮮的樹葉,2個燒杯,1個酒精燈,100毫升酒精,1瓶碘酒,1根吸管,1把鑷子,1張錫箔紙,1個打火機,一些清水。
實驗步驟
1.找一片新鮮完好的樹葉,用錫箔紙將它包好。
2.三天之后摘下這片樹葉,然后拿掉錫箔紙,在葉子上做個記號。
3.摘下另一片新鮮完好的樹葉,也在葉子上做上記號。
4.把酒精全部倒入一個燒杯中,并用酒精燈加熱,直至煮沸。
5.把兩片樹葉放到煮沸的酒精中,將葉子煮至失去顏色后停止加熱,并冷卻酒精。
6.在另一個燒杯中裝入一些水,并用吸管吸取碘酒在水中滴上幾滴。
7.用鑷子從冷卻的酒精中取出葉子,放進滴有碘酒的水中。
8.過一段時間后,取出葉子,用清水洗去葉子上面的殘留液體。你會看到,被錫箔紙包裹的葉子沒有多大變化,而沒被包裹的葉子卻變成了藍色。
實驗大揭秘
沒被包裹的葉子由于進行光合作用產生了淀粉,淀粉遇到碘酒就變成了藍色。而包有錫箔紙的葉子由于見不到陽光,不能進行光合作用,產生不了淀粉,所以葉子就不會變顏色。游戲中,把葉子放在酒精中煮,其目的就是要把葉子中的淀粉解析出來。
科學小常識
1864年,德國的薩克斯做了一個實驗:把綠色植物葉片放在暗處幾個小時,目的是讓葉片中的營養物質消耗掉,然后把這個葉片一半曝光,一半遮光。過一段時間后,用碘蒸汽處理發現遮光的部分沒有發生顏色的變化,曝光的那一半葉片則呈深藍色。這一實驗證明了植物的光合作用產生淀粉。
【實驗二】導電的土豆
大家都知道,金屬性的物質能導電,水也能導電,但是如果有人告訴你土豆也會導電,你會相信嗎?我們來做下面的游戲。
你需要準備的材料
1個新鮮的土豆,1塊銅片,1塊鋅片,1根銅絲,1個小燈泡。
實驗步驟
1.在土豆的兩端分別插進銅片和鋅片。
2.將銅絲分別擰在銅片和鋅片上。
3.將銅絲和小燈泡相連,使它們形成一個閉合的電路,你會發現小燈泡居然亮了。
實驗大揭秘
土豆里面有豐富的汁液,這些汁液呈酸性,金屬銅和鋅受到酸的作用,鋅片會失去電子,銅片會得到電子,這樣銅片就帶了正電荷,鋅片帶了負電荷。當電子由銅片流向鋅片時,電路上就產生了電流,所以燈泡就亮了。
科學小常識
生物電現象是指生物在進行生理活動時所顯示出的電現象,這種現象是普遍存在的。為什么人的手指觸及含羞草時,它便“彎腰低頭”害羞起來?這就是生物電的功勞。如果含羞草的葉片受到刺激后,它會立即產生電流,電流沿著葉柄以每秒14毫米的速度傳到葉片底座上的小球狀器官,引起球狀器官的運動,而它的活動又帶動葉片的活動,使得葉片閉合。不久,電流消失,葉片又恢復原狀。
【實驗三】豆子的力量
一些干黃豆,看起來沒什么力氣,居然能夠把玻璃瓶撐破,你相信嗎?
你需要準備的材料
一些干黃豆,1個帶塞的薄壁玻璃瓶,一些清水。
實驗步驟
1.把黃豆裝入玻璃瓶中,不要裝得太滿,大約占全瓶容積的3/4。
2.往玻璃瓶中加滿清水,并塞緊瓶塞。
2.等到玻璃瓶中的水被吸干了,拔出塞子繼續加滿水,再把塞子塞緊。
4.如果反復幾次,幾天之后,玻璃瓶突然破裂了,豆子滾落一地。
實驗大揭秘
玻璃瓶為什么會破裂呢?原來,豆子吸水之后體積會膨脹起來,產生很大的壓力,這種壓力足以使玻璃瓶破裂。
科學小常識
植物組織中的纖維素、果膠物質、淀粉和蛋白質等,具有很強的清水性,在未被水飽和時,就潛伏著很強的吸水能力。 最明顯的例子是風干種子,因為其內貯存著大量蛋白質或淀粉。蛋白質與水結合的趨勢大于淀粉,因此,豆類種子吸脹作用極為明顯。吸脹物體由于吸附水分子而膨脹,其壓力是很大的,如將干種子塞滿巖石裂縫,借其吸水產生的吸脹壓力能使巖石破裂。