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第9章 人類對植物的發現(8)

血型物質

人和一些動物的血液是紅色的,里面有紅細胞,在紅細胞的表面有一種特殊的抗原物質,是它決定了血液的類型(即血型)。但是植物沒有紅色的血液,也沒有紅細胞,為什么會有血型呢?科學家通過研究發現,植物體內有類似于人的附在紅細胞表面上的血型物質,即血型糖。人體的血型也是由血型糖來決定的,O型血、A型血、B型血,分別由巖藻糖、N-乙酰-D-半乳糖、D-半乳糖所決定。植物體內也有和人類這些血型物質相同的東西,其中以紅色果實的植物中數量最多。科學工作者還發現,大多數植物的種子和果實都含有血型物質,并且植物的血型物質在果實成熟和發育過程中,從無到有逐漸增多,到發育成熟后,血型物質便達到最高點。

大部分生物的機體內部有血型物質,決定血型的抗原性的基本物質是氨基多糖和蛋白質。由于各種氨基多糖的差別很大,結構也不穩定,所以血型物質種類很多。因而造成了不同種生物血型物質的不同,即使是同種生物,血型物質也不相同。

那么,生物界為什么會存在血型物質呢?目前還不十分清楚。但是,科學家對血型物質的作用已有了一定的了解。比如,通過實驗發現,生物體內的糖鏈合成達到一定長度時,在它的頂端就會形成血型物質,然后合成就停止了。也就是說,血型物質是起一種信號作用。有的科學家認為,植物的血型物質,還具有貯藏能量的作用;由于它的粘性大,似乎又擔負著保護植物體的任務。

利用植物血型破案

植物血型之謎,雖然目前還沒有全部揭開,但是已開始在偵破案件中應用。據報道,在日本中部地區的某縣里發生了一次車禍,一名兒童被撞傷,但是肇事司機把車開跑了。后來警察在一個鄉村發現了這輛汽車,經過驗證輪子上的血型,除了有被撞兒童的O型血外,還有B型血和AB型血。當時警察認為,這輛汽車除了撞傷這位兒童外,還撞傷或撞死過其他人,但司機只承認撞傷了那名兒童,不承認還撞過其他人。后來經過科學研究所的驗證,原來其余兩種血型是植物的血型,這樣才使案件得到正確處理。此外,植物血型還能幫助破案。比如,根據遇害者胃里的食物化驗結果,可以知道死者在遇害前吃過什么東西,從而可發現破案線索。

現在日本已研究出了檢驗蕎麥、胡蘿卜等一些植物的抗血清。山本茂等人聲稱,一旦有了已經確定血型的植物的全部抗血清,就能準確地判斷植物的種類,這樣,利用植物血型偵破案件的時代就將到來。

植物“發熱”御寒

植物有自己的抗寒本領。一年生植物,在寒冷到來之前已開花結實,以種子來度過嚴寒的季節;多年生草本植物,在寒冷來臨時,有的地上部分枯死,而以埋在地下的莖或根來過冬,有的將根部收縮,將莖芽拉入土中埋起來以預防凍傷。更為有趣的是,植物學家發現有些植物能夠通過自身的“發熱”來抵抗寒冷。

耐寒的雪蓮

當冬季來臨而天氣變冷時,人們會增添衣服或生火取暖來抗御寒冷;動物則增厚毛、羽和皮下脂肪,或鉆入地洞進行冬眠,以度過寒冬。而生長在寒冷地區的一些植物,如生長在帕米爾高原的一種叫羅合帶的植物,因為那里的夏季很短,在6月份剛有暖意時,它就匆匆發芽生長,存短短一個月的時間里又開花又結果,在嚴霜到來之前完成生命全過程。更令人吃驚的是一些耐寒植物。如我國的西藏高原,生長在海拔4000多米高處的雪蓮花,能在皚皚白雪中開出紫紅色的花朵。阿爾泰山的銀蓮花,能在零下10℃的環境下,從很厚的雪縫中鉆出來生長。在前蘇聯的西伯利亞有一種植物,能在零下46℃的低溫下開花,它要算植物界不怕寒冷的“大英雄”了。

各種“發熱”植物

更為有趣的是,植物學家發現有些植物能夠通過自身的“發熱”來抵抗寒冷。20世紀80年代初,瑞典植物學家克捷爾伯雷等人發現,生長在冰天雪地的北極地區的植物,它們花朵內的溫度總是要比外界高一些。為了探索這些植物花朵“發熱”的奧秘,他們進行了認真的觀察和研究,結果發現一個十分有趣的現象:北極植物的花朵,猶如向日葵一樣,能跟隨著太陽轉動,也就是說,花朵始終朝向太陽。于是,他們推測,那些植物花朵里的熱量,可能是來自太陽的照射。

為了驗證這一推測是否正確,他們又計設了一個巧妙的實驗:用細鐵絲將一種叫仙女花的植物的花萼固定,使它不能隨著太陽轉動,再在花朵上安放一個帶有細鐵絲探針的溫差電阻束來測量其溫度。測量結果是,當太陽高高升起時,被固定而不能向陽轉動的花朵,比沒有固定花萼而能夠向陽轉動的花朵的溫度低0.7℃。

瑞典科學家的實驗結果,似乎使北極植物花朵“發熱”之謎得到了解釋。但是,在種類繁多的奇妙植物界,有著無窮無盡的新奇植物和奧秘,有待人們去發現和探索。

美國科學家丹·沃爾發現,在南美洲中部凍結的沼澤地里,生長著一種叫臭菘的植物,它的花雖然有臭味,但“發熱”本領更大。臭菘為佛焰花序,每年三四月份便冒著嚴寒開放出花朵,在長達兩周的花期內,它的花苞里始終保持著22℃的溫度。顯然,臭菘花朵里具有如此高的恒溫現象,用瑞典科學家提出的“植物向陽運動”的觀點是無法解釋的。那么,臭菘花朵里的熱量是怎樣產生的呢?

科學家通過一系列的研究和測定,發現在臭菘花朵中有許多“發熱細胞”,“發熱細胞”內含有一種酶,能夠氧化光合產物——葡萄糖和淀粉,釋放出大量的熱。其氧化速度簡直令人感到驚奇,幾乎能與鳥類翼肌和心肌對能量的利用相比。

更為有趣的是,科學家還發現,在臭菘體內還存在一種特殊的結構,在這里通過酶的催化作用,可以將脂肪轉變為碳水化合物后,再被“發熱細胞”利用。

正當科學家們準備進一步研究臭菘為什么要將脂肪轉化為碳水化合后才能利用時,他們又發現了一種叫喜芋的芳香植物,它們的花朵具有一些變態的“發熱細胞”,這些細胞可以直接利用脂肪來產生熱量,因此產熱效率更高。它們的“產熱”本領可以與人類相比,在整個開花期間,花中的溫度可達到37℃,和人的體溫相同。這種植物為什么有如此高的“產熱”本領,還需要人們去探索。

更為奇妙的是,在阿爾卑斯山上也有一種奇異的發熱植物,在種子成熟后將要散落時,它就釋放出大量的熱,使周圍的積雪融化,這樣種子就不會落到冰雪之中,而是直接落到土壤里了,這就為種子萌發和后代生存創造了有利的條件。

植物發熱的意義

上面講述了幾種奇趣的“發熱”植物。那么,植物發熱對其本身有何意義呢?這是科學家十分感興趣的問題。有的學者認為,這些植物的花朵產生出的熱量,可以促進花朵氣味的揮發,大大加速花香的四溢,以引誘昆蟲來為它們傳粉,這對于喜芋這類芳香植物很重要。而對于像臭菘這樣有臭味的植物來說,也可以招引逐臭昆蟲來為它傳粉。也有的學者認為,昆蟲在溫度過低時很難幫助傳粉,如蜜蜂在低于15℃時飛行就會發生困難,行動也不靈活。這時發熱的植物花朵,猶如昆蟲的“天堂”,是它們理想的御寒場所。昆蟲前來寄宿時,也就很自然地為植物傳播了花粉。

有的科學家認為上述說法不夠充分,又對“發熱”植物進行了深入的研究,結果發現,這類植物不僅在花朵里有“發熱細胞”,而且在根部和韌皮部等部位也有“發熱細胞”。這說明植物體內也會發熱,熱量對植物本身的物質運輸和生化反應有利,從而可提高植物對嚴寒的抵抗能力。同時,還可相對地延長植物自身的生長季節,以便完成開花、結果和產生種子整個生命過程。也就是說,植物“發熱”是對嚴寒環境的一種適應本領。

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