綠色植物的祖先是誰呢?
地球上現(xiàn)在生存的許許多多綠色植物,它們的老祖宗是誰呢?地質(zhì)史的研究告訴我們,是藍(lán)藻。藍(lán)藻是地球上最早出現(xiàn)的綠色植物。
已知最早的藍(lán)藻類化石,發(fā)現(xiàn)于南非的古沉積巖中,這是距今約34億年前,在地球上已有生命的證據(jù)。古代藍(lán)藻的樣子和今天的藍(lán)球藻有些相似。藍(lán)藻的出現(xiàn),在植物進(jìn)化史上是一個巨大的飛躍,幾乎是一件和生命出現(xiàn)同等重要的大事。因為它能夠吸收陽光,利用太陽能把溶解在海水里的化學(xué)物質(zhì)變成食物。換句話說,藍(lán)藻的細(xì)胞里含有葉綠素,能夠進(jìn)行光合作用,合成蛋白質(zhì),放出氧氣,并且能獨進(jìn)行繁殖。
今天地球上的郁郁蔥蔥的樹木、茂盛的莊稼、美麗多姿的花卉,都是由低等的藻類,經(jīng)過幾億、幾十億年進(jìn)化、發(fā)展而來的。藻類進(jìn)行光合作用,放出大量氧氣,在地面上形成臭氧層,減弱了日光中紫外線對生物的威脅,使水生生物有可能發(fā)展到陸地上,也為低等動物的興起提供了食物。
森林從地球上消失了會怎樣?
覆蓋在大地上的郁郁蔥蔥的森林,是自然界擁有的一筆巨大而又珍貴的“綠色財富”。許多樹木都可以吸收有害氣體,如樟樹、夾竹桃、丁香、楓樹、刺槐、榆樹、法國梧桐……都有很強的吸收二氧化硫、氯氣、氟化氫等有毒、有害氣體的能力。這些氣體通過森林的過濾,通常有1/4可以得到凈化或變成氧氣。
樹葉就像一張過濾網(wǎng),它的表面生有絨毛,能夠分泌黏液和油脂粘住灰塵,隨后迅速噴射殺菌素,滅掉對環(huán)境有害的病菌。并且,林木還能吸收噪聲,一條40米寬的林帶,可以降低噪聲10~15分貝。所以,為了給小朋友一個安靜的學(xué)習(xí)環(huán)境,我們時常會在學(xué)校周圍種上一些樹木。
森林是如此重要,以至于聯(lián)合國糧農(nóng)組織把“生命之樹”定為1991年世界糧食日的主題。如果沒有森林,陸地上絕大多數(shù)的生物會滅絕,絕大多數(shù)的水會流入海洋;大氣中氧氣會減少,二氧化碳會增加;氣溫會顯著升高,水旱災(zāi)害會經(jīng)常發(fā)生。
那可是非常恐怖的喲!
種子是怎樣萌芽的?
無論是在荒無人煙的大漠,還是在煙波浩渺的湖泊,我們都能見到頑強生長的植物,它們是怎么在不同的環(huán)境中萌發(fā)的呢?小小的種子破土而生是一個怎樣的過程呢?它具備怎樣旺盛的生命力呢?
只要種子的胚是活的,有合適的水分、空氣和溫度等外界條件,不久種子就會萌芽,長成幼苗。種子有雙子葉和單子葉之分,它們的萌芽是不同的。
黃豆、綠豆長出黃豆芽、綠豆芽,就是一個雙子葉植物種子的萌芽過程。這類種子萌芽時,首先吸收水分,體積膨大,突破種皮,子葉貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)輸送給胚根、胚軸、胚芽。這三部分的細(xì)胞分裂、生長。胚根發(fā)育成根,胚軸不斷伸長。當(dāng)胚軸伸直時,頂端便帶著兩片子葉伸出土面——幼苗破土了。幼苗破土后,黃白色的胚芽顯露出來,胚芽逐漸發(fā)育成植物的莖,莖上生出葉子,在陽光下逐漸變成綠色。
小麥、玉米、高粱等是單子葉種子。以玉米為例,種子萌芽時,子葉不伸出來,而是留在種子里,吸收胚乳的營養(yǎng)物質(zhì)輸送給胚根、胚軸、胚芽。胚根先從種子里伸出,發(fā)育成根。根的基部又長出三四條根。同時,胚芽也在伸長,突破種皮,逐漸伸長鉆出土面,幼苗破土了。幼苗一出土面。胚芽見到陽光不久就變成綠色。
種子植物怎樣演化成了優(yōu)勢物種?
種子植物是裸子植物和被子植物的總稱,我們常的花草樹木、瓜果蔬菜、糧食作物絕大多數(shù)都結(jié)種子。種子植物的出現(xiàn)雖然比苔蘚植物和蕨類植物分別晚了3億年和2000萬年,卻成為優(yōu)勢物種,這是為什么呢?
種子植物由胚珠經(jīng)過傳粉受精形成。種子一般由種皮、胚和胚乳三部分組成,有的植物成熟的種子只有種皮和胚兩部分。種子還有很多適于傳播以及抵抗不良條件的結(jié)構(gòu),為植物的種族延續(xù)創(chuàng)造了良好的條件。所以在植物的系統(tǒng)發(fā)育過程中,種子植物能夠代替蕨類植物取得優(yōu)勢地位。
種子植物與人類生活關(guān)系密切,除日常生活必需的糧、油、棉外,一些藥用植物(如杏仁)、調(diào)味品(如胡椒)、飲料(如咖啡、可可)等都來自種子。
為什么說開花植物的起源是個“討厭之謎”?
化石記錄中全球最早的花,可能要算近年來在中國發(fā)現(xiàn)的“遼寧古果”和“中華古果”,這兩種看上去并不太美麗的植物有著完整的花朵和果實。關(guān)于它們生活的年代,有侏羅紀(jì)晚期(1.45億年前)和白堊紀(jì)早期(1.25億年前)等不同說法。不管怎樣,科學(xué)家們普遍相信,開花植物首次出現(xiàn)在地球上,是1億多年前的事。
開花植物已經(jīng)在地球上生存了這么久,但是當(dāng)我們面對在構(gòu)造上、體型上及組織上都極為復(fù)雜且變化多端的花朵,要探索它們的起源是一件相當(dāng)困難的事,因此,1879年達(dá)爾文寫給虎克的信中提到:“由我們目前檢視的所有高等植物,實在無法想象,它們怎么能在那么短的地質(zhì)年代快速地發(fā)展出來,這真是令人心煩的神秘。”
世界上最早的花到底是什么樣子,又起源于何時何地?100多年前,當(dāng)達(dá)爾文這樣對自己輕輕發(fā)問的時候,他或許沒有想到,這竟成了困惑后人一個多世紀(jì)的“討厭之謎”。
什么是被子植物?
被子植物也稱為“開花植物”或“顯花植物”,是現(xiàn)今植物界最最繁盛和分布最廣的類群,最主要的特征是具有真正的花,花由花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊構(gòu)成。目前地球上共有25萬種至30萬種被子植物。占植物界的一半以上。這還不包括新發(fā)現(xiàn)的種類。
最常見的被子植物有蘿卜、榨菜、大白菜、西藍(lán)花、花椰菜、青菜、絲瓜、西瓜、冬瓜、黃瓜、南瓜以及花卉中的滿天星、菊花、芍藥、牡丹、含笑、白蘭、玉蘭等。
被子植物是現(xiàn)代植物中最高級也是最繁茂的一個類群,分布很廣。它的營養(yǎng)器官和繁殖器官都比裸子植物更為高級和復(fù)雜。自新生代以來,它們因為更適應(yīng)環(huán)境一直占據(jù)優(yōu)勢。被子植物的特征包括以下幾點:被子植物有真正的開花結(jié)果過程,所以又稱顯花植物;被子植物的胚珠貯藏于密閉的子房之中;被子植物具有發(fā)達(dá)的維管束結(jié)構(gòu)組織;被子植物的花粉可經(jīng)風(fēng)媒、水媒、蟲媒等方式傳播。
為什么植物可吃的部分都有不同的味道?
我們所吃的食物,因為含有不同的化學(xué)物質(zhì),所以會有不同的味道。有甜味食物,多是因為含有糖,包括葡萄糖、麥芽糖、果糖、蔗糖等。不過,有些東西本身不甜,但到嘴里后就會變甜,比如含淀粉類食物,因唾液中酵素的分解,就變成有甜味的麥芽糖和葡萄糖。
帶酸味的食物,多因為植物體內(nèi)含有各種有機酸,包括醋酸、蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸、酒石酸等。
有苦味的,比如許多中藥材,這多是因為其中含有生物堿所造成的。比如黃連,就含有很多的黃連素,所以非常苦。
至于辣味。原因就比較復(fù)雜了。辣椒含有辣椒素;煙草含有煙堿;生蘿卜含有芥子油,才會有辣味。帶有澀味,大多是有鞣酸的關(guān)系。比如生柿子、茶葉、橄欖等,都含有鞣酸,所以吃起來會有澀味。
種子放了許多年后還會發(fā)芽嗎?
曾經(jīng)有幾位植物學(xué)家,在某地區(qū)的地下泥炭層里。發(fā)現(xiàn)幾顆又小又硬的圓形東西,看起來有點兒像蓮子,于是便帶回去研究。
他們將這東西的硬殼破壞,泡在水中,幾天后便長出幼苗,再悉心照料后,這幼苗竟開出淡紅色美麗的荷花來。
30多年前,也曾經(jīng)有科學(xué)家,在同樣的地方發(fā)現(xiàn)古蓮子。當(dāng)時,他們估計這些蓮子的壽命至少在250年以上。不過,現(xiàn)在的科學(xué)家用更先進(jìn)的儀器探測,確定這種古蓮子已埋在地下1000年以上了。
種子的壽命確實很長,當(dāng)它離開“母體”后,就具備了獨立生存的能力。它有自己儲藏營養(yǎng)的倉庫,而且耐寒耐熱。如果遇到缺水的情況或被硬殼緊密包裹時,它的呼吸就會變緩,減少營養(yǎng)的消耗,然后長期休眠都沒問題。
一旦遇到充足的水分、適當(dāng)?shù)臏囟群涂諝鈺r,它馬上就醒過來,呼吸加強,細(xì)胞開始分裂繁殖,胚也發(fā)育成幼苗,于是新生命開始了。
煮熟的種子為什么就不能發(fā)芽了?
種子煮熟后就不可能再發(fā)芽,這是什么原因呢?
首先,我們要了解,種子可分成三個主要部分,就是包在外面的種皮、儲藏營養(yǎng)的胚乳以及發(fā)芽用的胚。
許多種子在成熟后,要經(jīng)過一個休眠階段,這時的種子,是完全停止生長的。當(dāng)春天來臨,種子遇到充足的水分、適宜的溫度和足夠的空氣時,才會慢慢蘇醒過來。種子一醒,會先吸收水分,使種皮變軟,讓整個種子膨脹,然后再將儲藏的養(yǎng)分,經(jīng)過酵素的作用,供給胚吸收,于是胚開始強烈呼吸,最后,胚根和芽就穿破種皮,種子就發(fā)芽了。
照這樣來看,種子要發(fā)芽,必須要讓胚進(jìn)行呼吸作用,并且讓酵素也產(chǎn)生活動。可是,被煮熟的種子經(jīng)過高溫加熱,蛋白質(zhì)已經(jīng)全部凝固,胚已死了。不能進(jìn)行呼吸作用,不能吸收養(yǎng)分和水,而酵素的活動也被高溫給破壞,種子失去了生命力,當(dāng)然就不可能發(fā)芽了。
為什么有些植物的莖是空心的?
我們把植物的莖切斷來觀察,最外層的是表皮,會長一些毛或刺;表皮里面是皮層,皮層中有一些薄壁組織和比較堅固的機械組織。這兩層都比較薄,從皮層再往里面看,就是中柱部分。
中柱部分含有一個個的維管束,這是植物莖中最重要的部分,是用來輸送養(yǎng)分和水分的組織。接著,中柱部分的正中心,叫做髓。髓的面積很大,都是些很大的薄壁細(xì)胞,功用是儲存養(yǎng)料。
但是,為何有些植物中間髓的部分,已經(jīng)萎縮消失,變成空心狀態(tài)呢?其實,這是植物進(jìn)化時所做的選擇,這樣反而對它有利。
植物莖中的機械組織和維管束,就好像鋼筋混凝土建筑物中的梁架,而髓就好像建筑物中的填充物。有了這些,植物就可直立起來。
但如果沒有髓,等于只是拿掉了填充物,就好像建筑采用的工字形結(jié)構(gòu),它的支持力大,又省材料,所以莖中空的植物,很不容易折斷或倒伏,非常堅實。
植物也需要睡眠嗎?
我們?nèi)祟愋枰摺F鋵嵵参镆餐瑯有枰煤盟瘋€覺哦。小朋友如果留心一下戶外的植物,比如在夏天傍晚的時候,觀察一下花生的葉子,它已經(jīng)慢慢地向上合攏;還有一種草地上常見的三葉草,到了晚上,也會閉合起葉子,并垂下頭來,這就是它們要睡覺了。
不過,植物的“睡眠運動”可不一定都在晚上進(jìn)行。比如晚香玉的花,就在晚上才開放,好讓夜間活動的蛾類來幫它傳授花粉。所以,每當(dāng)白天來臨,晚香玉才會把花朵閉合,開始睡覺。
植物這種自動閉合的睡眠運動,受到環(huán)境的光線明暗、溫度高低、空氣干濕的影響。有些植物在夜間閉合,是為了減少水分蒸發(fā)和熱的散失;而選擇白天閉合的植物,則為了減低和陽光的接觸面,降低水分的蒸發(fā),并且還可防止害蟲的侵?jǐn)_。所以,各種植物會依照自己適合的方式來進(jìn)行睡眠運動,同時也是一種自我保護的習(xí)性。
植物也會呼吸嗎?
我們一刻也不能停止呼吸,其他動物也是一樣,那么植物呢?如果植物會呼吸,那它是用什么部位在呼吸的呢?
要證明植物會不會呼吸,只要把一些植物放進(jìn)一個空瓶子里,再蓋上蓋子,然后放在陰暗的角落。等到第二天,拿出瓶子,往里面倒一點澄清的石灰水,結(jié)果石灰水就變得和豆?jié){一樣又白又濁了。
這個實驗是在說明,植物跟我們一樣在不停地呼吸,并且吐出大量的二氧化碳。所以瓶子里過了一天后,里面都是二氧化碳。當(dāng)我們再倒進(jìn)化學(xué)成分是氫氧化鈣的石灰水時,它們就會通過化學(xué)反應(yīng)合成白色的沉淀物——碳酸鈣,使原本澄清的石灰水變混濁了。
植物沒有鼻孔,它是用自己的整個身體、整個表皮來進(jìn)行呼吸。氣體會經(jīng)由它身體上的一些小孔和薄膜進(jìn)進(jìn)出出,氧氣由這里進(jìn)入,二氧化碳也是由這里呼出。不過,植物雖然隨時在呼吸,但白天有陽光時,光合作用就會比呼吸作用來得強烈。