书城科普读物破译奥秘大世界丛书:破译神奇生物之谜
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第27章 植物之谜(3)

台湾帽蕊草虽长有鳞片叶,但这种鳞片叶的光合作用能力很差,只能依靠吸收别的植物的营养生活。它们生活在热带地区,常寄生在一些壳斗料树木的根部。由于大批壳斗科植物被砍伐,帽蕊草目前也正处于岌岌可危的地步。

独一无二的巨魔芋

在大花草的家乡——印度尼西亚的苏门答腊,就在拉夫尔兹爵士发现大花草60年以后,1878年,一位名叫贝卡里的意大利探险家正在热带雨林中踽踽独行,猛然间他闻到了一股恶臭,循迹找去,贝卡里发现了一朵巨大的花,那花像一个巨型的炮台。“烛台柄”高约0.5米,“烛台”由一片靠近地面生出的巨大的叶子包住。这“烛台”其实是一个巨大的花序,花序成熟时,便形成高约3米,直径达1.5米的肉穗花序。贝卡里好不容易弄清楚,它是一种叫巨蒟蒻植物的花序。

巨蒟蒻也叫巨魔芋,属天南星科。开花时节,巨魔芋长出巨大的佛焰苞,这佛焰苞就是那片贴近地面的大叶子,叶子外部呈绿色,里面却是红色的。它包着一个大大的翠绿色的花序。花序一半露在外面,一半藏在佛焰苞里。花序上密布着黄色的雌花和雄花。花序生长的速度快得惊人,它每天可以长高好几厘米。待到花朵开放,便发出阵阵恶臭,引来了许多逐臭的花蝇和甲虫,无偿地替巨魔芋传粉。

然而,偌大的巨魔芋花序,和巨掌棕榈的花序相比,那就显得太小了。巨掌棕榈树属于棕榈科,生长在印度,生长的速度非常缓慢,30~40年以后,才能长到20多米高。这时,巨掌棕榈树的顶端长出一个庞大无比的圆锥花序,此花序高达14米,底部的直径达10~12米,花序矗立在树顶,样子十分怪诞。

巨掌棕榈的花序外包佛焰苞,一共可以开出10万多朵花,花谢之时,便是巨掌棕榈寿终正寝之时。

树干圆柱形之谜

只要你平常对周围的树木稍加注意,就会知道不同各类的树木,它们的树冠、叶子、果实的形状变化多端,几乎不可能找出它们的共同形状来。有时就是在同一种类中也有很大的变异。可是,当你把视线转移到树干和枝条上去时,马上就会发现:几乎所有树木树干都是圆的。奇怪!树干为什么大都是圆柱形的,而不是别的形状呢?为什么形形色色的树木在这一点上能够“统一”起来呢?

让我们来看一看圆柱形的树干到底有哪些好处吧!

几何学告诉我们,圆的面积比其他任何形状的面积要大,因此,如果有同样数量的材料,希望做成容积最大的东西,显然,圆形是最合适的形状了。怪不得人们把用以输送煤气的煤气管,用以输送自来水的水管,都做成圆管状的,实际上这是对自然现象的一种仿造。

其次,圆柱形有最大的支持力。树木高大的树冠,它的重量全靠一根主干支持,有些丰产的果树结果时,树上还要挂上成百上千斤的果实,如果不是强有力的树干支持,哪能吃得消呢?

树木结果的年龄往往比较迟,有些果树,如核桃、银杏等常需要生长十多年,甚至几十年才开始结第一次果实。在这一段漫长的时间里,它们主要的任务,首先是建造自己的躯体,这需要耗费大量的养分,如果不是采用消耗材料最省而功能最大的结构,就会造成浪费,使结果年龄推迟,树木本身繁衍后代的时间也拉长了,这对树木来说是不利的。

再说,圆柱形结构的树干对防止外来伤害也有许多好处。树干如果是正方形、或是长方形、或是圆以外的其他形状,那么,它们必定存在着棱角和平面。有棱角的存在是最容易被动物除掉的,也极容易摩擦碰伤。果园中的果树,假如树干是四方的,可以想象它就容易被耕畜或其他机械损伤。我们知道,树木的皮层是树木输送营养物质的通道,皮层一旦中断,树木就要死亡。而四方茎干遭害的机会又这么多,岂不危险吗?好在树干是圆柱形的,就是机械碰伤致摩擦损伤了树皮,也可能是局部地方而已。

另外,树木是多年生植物,在它的一生中不免要遭到风暴的袭击,由于树干是圆柱形的,所以,不管哪个方向吹来的大风,很容易沿着圆面的切线方向掠过,受影响的就仅一小部分了。你可以设想,如果树干是具有平面的任何其他形状,不待说,平面比之圆面上的一点受风力不是就大大增加了吗?这样,树就会被风刮歪,严重时还会使树倒毙呢!

一切生物都在进化的道路上前进着,它们躯体的特点总是朝着对环境最有适应性的方向发展。圆柱形树干可能也是对环境适应的结果。

森林里树木都很直之谜

如果请你画一棵树,你一定会画得枝干纵横,叶子稠密,树冠团团地像个宝塔,也许还长条拂地,迎风摇曳哩。

的确画得不坏,随便到哪里去看看,树木不是都长得这样吗?

倘使有人也画树,但他画的树又高又直,没有纵横的枝条,只在顶上有那么一小段长着树枝和树叶,看去仿佛在一根电线杆顶上扎了一把伞。你可能会看得哈哈大笑,这还像树吗?

可是别笑,有这样的树哩。要是只有云杉、红松、杉树、松树等组成的原始的纯针叶林,那么,在你眼前的,就只有一根根粗大的木柱子,非要你仰起头来,才能看到枝叶,而这些树木的枝叶,就只有小小的一簇,盘踞在高高的树顶上,跟你看见要笑的那张画上的怪树一样。

这是怎么一回事呢?是谁把它们的枝条砍得那么光光的呢?

其实谁也没有来砍过这些树的枝条,这些枝条是树木本身落掉的。

原来,树木的生长,首先必须依靠阳光。哪一棵树能够在没有阳光的照射下,长久地生存下去呢?许多树木挤在一起生长时,得到阳光的机会,自然比单独生长的树木少,但是生存是一切生物的第一要求,于是树木都争先恐后地向上长,都想多得一些阳光。然而在一定面积上,阳光给予的能量是有限制的,就使得树木不得不改变它的生长状况,以适应自然环境。

在众树密处的森林里,大量的枝叶既影响通风,又得不到充足的阳光,因而不能给树身制造养科,在消耗了枝叶本身的养料以后,就自然而然地枯死了,掉落了。这种现象叫做森林的自然整枝。

可是树顶部分的枝叶,在同其他树木作了竞争以后,大家均匀地长到相差不多的高度,在那样的高处,有着充足的阳光照射,根部又源源不断地送来水分与无机盐,使它紧张地制造着整棵树所需要的养料,因此这一部分生命力强,长得很好。

一定的自然环境,往往会赋予各种植物以一定的外形(生活型)。森林里的树木,大都长得很直,而且只有树梢一段有树枝和树叶,也是森林的自然环境造成的,如果让它享有充分的阳光,有足够发展的空间,它就决不会是那样了。

树木过冬之谜

大自然里有许多现象是十分引人深思的。例如,同样从地上长出来的植物,为什么有的怕冻,有的不怕冻?更奇怪的是松柏、冬青一类树木,即使在滴水成冰的冬天里,依然苍翠夺目,经受得住严寒的考验。

其实,不仅各式各样的植物抗冻力不同,就是同一株植物,冬天和夏天抗冻力也不一样。北方的梨树,在-20℃~30℃能平安越冬,可是在春天却抵挡不住微寒的袭击。松树的针叶,冬天能耐-30℃严寒,在夏天如果人为地降温到-8℃就会冻死。

什么原因使冬天的树木特别变得抗冻呢?这确实是个有趣的问题。

最早国外一些学者说,这可能与温血动物一样,树木本身也会产生热量,它由导热系数低的树皮组织加以保护的缘故。以后,另一些科学家说,主要是冬天树木组织含水量少,所以在冰点以下也不易引起细胞结冰而死亡。但是,这些解释都难以令人满意。因为现在人们已清楚地知道,树木本身是不会产生热量的,而在冰点以下的树木组织也并非不能冻结。在北方,柳树的枝条、松树的针叶,冬天不是冻得像玻璃那样发脆吗?然而,它们都依然活着。

那么,秘密究竟何在呢?

原来,树木的这个本领,它们很早就已经锻炼出来了。它们为了适应周围环境的变化,每年都用“沉睡”的妙法来对付冬季的严寒。

我们知道,树木生长要消耗养分,春夏树木生长快,养分消耗多于积累,因此抗冻力也弱。但是,到了秋天,情形就不同了,这时候白昼温度高,日照强,叶子的光合作用旺盛;而夜间气温低,树木生长缓慢,养分消耗少,积累多,于是树木越长越“胖”,嫩枝变成了木质……逐渐地树木也就有了抵御寒冷的能力。

然而,别看冬天的树木表面上呈现静止的状态,其实它的内部变化却很大。秋天积贮下来的淀粉,这时候转变为糖,有的甚至转变为脂肪,这些都是防寒物质,能保护细胞不易被冻死。如果将组织制成切片,放在显微镜下观察,还可以发现一个有趣的现象哩!平时一个个彼此相连的细胞,这的细胞的连接丝都断了,而且细胞壁和原生质也离开了,好像各管各一样。这个肉眼看不见的微小变化,对植物的抗冻力方面竟然起着巨大的作用哩!当组织结冰时,它就能避免细胞中最重要的部分——原生质不受细胞间结冰而遭致损伤的危险。

可见,树木的“沉睡”和越冬是密切相关的。冬天。树木“睡”得愈深,就愈忍得住低温,愈富于抗冻力;反之,像终于生长而不休眠的柠檬树,抗冻力就弱,即使像上海那样的气候,它也不能露地过冬。

树木安静之谜

在现代化大城市中生活的人们,每天被各种各样的音响烦扰着。汽车、摩托车的发动机声音和刹车声,工厂里机器的轰鸣声,建筑工地上打桩的巨响声以及人声,流行音乐的乐声和其他各种声响。这些现代社会的混合音响组成了对人的情绪和健康有很大危害的噪音。噪音会使人觉得心情烦躁不安、头痛头晕,产生失眠、心跳加快、血压上升等病症,甚至还会诱发精神病呢。可见噪音真是人类的一大公害呀。所以,生活在大城市里的人十分希望能在节假日时到公园里去走走。当我们在茂密的树林里悠闲地散步时,会感到十分宁静,心情舒畅、愉悦。这主要是因为在树林里没有噪音,给人们提供了一个幽静的环境。

树木的枝干和浓密的枝叶能吸收声波,而且还能不定向地反射声波。因此,当噪音进入树林里后,一部分被吸收了,另一部分被反射了,于是噪音大大地减弱。据统计资料表明,绿化的街道比没有绿化的街道噪音要低10~15分贝。一般的居民住宅区夜间噪音应低于40分贝,白天应低于50分贝。如果超过60分贝,就会干扰人的正常工作和生活。80分贝的噪音会使人感到疲倦和烦恼。因此,住宅区和街道的绿化能减低噪音,对人们的心理和生理健康大有好处。

实验结果说明,10米宽的林道能减弱30%的噪音,20米、30米、40米宽的多分别能减弱40%、50%和60%的噪声。因此,在噪音等的地区,更应该植树造林,绿化不仅可以美化环境、净化空气,调节气温、湿度,还可以降低噪音,它的好处可真不少。

亿万年前的植物

水杉化石的发现

1941年,一位日本植物学家在第三纪地层中发掘出一种化石标本。经鉴定:它的落叶特性、叶的形态和生存与北美的落羽松以及我国的水松甚为相似;它的花果与木质又近似美洲的红杉;而枝、叶、花与球果鳞片的对生性质又近似柏科。

这种植物化石在中国东北和前苏联库页岛以及美国的第三纪地层中部相继发现,但没有发现它在地球上的生存植株。于是,这位日本植物学家便给这种植物化石定名为一新属,叫Metasequoia(即水杉属),并断言这种植物是早已在地球上灭绝了的植物种类。

经对这些化石研究考证得知,大约在一亿年前,水杉属植物就已经在地球上出现了。当时它们以北极圈为分布中心,广泛生长在北半球各地。那时,这里相互连成一片,气候温暖湿润,繁茂的森林到处可见。以后,由于地壳运动,北半球气候逐渐变冷,促使水杉向欧洲大陆、西伯利亚、我国东北、朝鲜、北美等北纬35度附近的地区发展。

大约在300万年前,地球进入第四季冰川时期,气候急剧变冷,白茫茫的冰层,覆盖了欧美大陆,水杉类植物在冰灾的浩劫下,无法生存。因此,人们都认为这类植物早已从地球上灭绝,要了解它的面貌,只能从地层中观察它的化石“遗容”了。

轰动世界的发现

四川万县有一个磨刀溪(现名谋道溪),位于川鄂边境的万山丛中。那里群山环绕,溪涧迂回,风景绮丽,气候温和湿润。1941年2月,原中央大学干铎教授路过此地时,在一座古庙旁发现一株相貌异乎寻常的参天古树,高足有30多米,树围有7米多,根部庞大,树干挺直。干教授认为这是一棵罕见的大树,但因为当时气候乍暖还寒,新叶未发,他又要匆匆赶路,没有采到标本。

到了万县,干铎教授专门拜托当时万县农校的杨龙兴先生,请他代采那棵古树的标本。1942年,杨先生终于采回了一份有叶而没有花果的标本。干铎教授收到标本后,便送交树木学教授郝最盛,请他鉴定。郝教授对这枝从未见过的树叶也感到新奇,不幸的是这份标本后来竟然下落不明了。

1943年夏季,这棵奇特的古树又遇到了一位新的知音,这就是中国科学院林业土壤研究所的王战教授。当时他受中央林业实验所之命,到鄂西神农架原始森林考察,途经万县,见到了杨龙兴先生。杨先生向他介绍了磨刀溪这棵很奇特的大树。于是,王战教授冒着可能会遇到土匪的危险,顺着杨先生指的路走进了深山老林,果然找到了这棵大树。

他发现这棵树下有一座小庙,庙门横匾上写着“水桫庙”三个大宇。据当地人说,这棵古树的土名就叫“水桫”,因它喜欢生长在水边,即使终年浸水也能生长,故得其名。王战教授采取该树一枝比较完整的标本(只缺少花)。从标本形态来看,他以为此树可能是水松属的一个新种,为慎重起见当时未予定名。

1945年春,这份标本又由原中央大学吴中伦先生转交林学系郑万钧教授代为鉴定。郑教授治学严谨,有深厚的生物分类学知识。他指出,这份标本不是水松,也不是北美的红杉。从现存的裸子植物中看,很可能是一个新属,甚至是新科,意义非同一般。

为了对这一奇特古树进一步分析研究,郑万钧教授又派自己的学生孽纪如先生两次去磨刀溪,采到了花和幼果的标本。这些标本的形态特征则更加清楚。当时由于南京没有足够的文献资料,郑教授又将标本寄给当时北平静生生物调查所的胡先辅教授,请他复查文献。胡教授对植物分类、古生物化石等方面很有研究,他从一本日本的植物杂志上找到了根据。