往期關(guān)注了太多動(dòng)物,今天我們一起了解一下植物。說起我們身邊的花草樹木這些植物,給人的感覺是安安靜靜的,除了花葉四季有些變化,其實(shí)我們幾乎感受不到他們?nèi)粘5纳锘顒?dòng)。雖然幾乎所有的植物扎根后就一直在一個(gè)地方生存,但是它們的生命活動(dòng)其實(shí)一點(diǎn)也不比動(dòng)物弱。
從一顆種子生根發(fā)芽開始,它們的一生就展開了,雖然不是所有的植物都有根(藻類植物是沒有根這個(gè)器官的)但是根卻是很多植物能夠存活最重要的部分。
根之最
高等植物的營養(yǎng)器官,能夠把植物固定在土地上,吸收土壤里的水分和溶解在水中的養(yǎng)分,有的根還能貯藏養(yǎng)料。
有句話說“樹有多高,根有多深。”或者叫樹大根深。這個(gè)有一定的道理,植物的地下根系部分深度與地面部分高度成一定比例,但是也不是絕對的相同。比如我們南方很多地方的主食大米飯的來源水稻,成熟水稻的高度大約在1米左右。而根系深度只有30公分左右。而作物棉花高度大約在1.5米到2米左右,而根系深度大概在2.2米左右。而在一些熱帶地區(qū),棉花卻可以長到6米的高度。根系深度可達(dá)15米。據(jù)報(bào)道目前發(fā)現(xiàn)的扎根最深的植物是在南非奧里斯達(dá)德附近的回聲洞,那里有一株無花果樹,據(jù)估算它的根已經(jīng)深入地下有120米。這個(gè)高度幾乎快要達(dá)到埃及胡夫金字塔137.2米的高度了。
沙棘是目前發(fā)現(xiàn)的單株植物根系最發(fā)達(dá)的種類,由于環(huán)境嚴(yán)酷少水少養(yǎng),所以沙棘的根系變得異常發(fā)達(dá),往下可深入地下30米,并向四周覆蓋最遠(yuǎn)400米的距離。而根系生長最快的植物(按平均測算)是亞馬遜叢林里的一種蘭科植物,種子發(fā)芽后,根系一天最快可長出20公分!幾乎可以達(dá)到肉眼可見的速度。
你是否好奇人們是怎么在不把植物挖出來卻知道根系情況的吧?其實(shí)人們?yōu)榱搜芯恐参锔颠€是發(fā)明了很多辦法。比如玻璃墻法,內(nèi)窺桶法,生物電磁法等。
“聰明”的根
其實(shí)植物的很多活動(dòng)都是在我們看不見的地下進(jìn)行的。根有很多有意思的特性讓研究它們的人感到費(fèi)解。根在地下有向水性、向地性、向肥性。根系會(huì)主動(dòng)的往含水豐富養(yǎng)分肥沃的土壤方向生長。不管你把種子或者植株放在哪個(gè)方向,根總能找到往下(往重力)的方向正確的生長。人們稱這個(gè)為根的向地性。
種子不管怎么放置根總能找到向地心的方向
根,或者說根尖是如何知道方向的?被放倒的植物也會(huì)努力改變根莖的方向來適應(yīng)變化,這是如何做到的?
一開始人們認(rèn)為根是感知重力方向來知道那邊是地下。但是后來有人做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)推翻了種重力說。
他們把植物扎根在一個(gè)不停旋轉(zhuǎn)的圓筒上,發(fā)現(xiàn)根不再朝地心重力方向生長,而是朝向圓軸的向心力方向生長。 說明這種情況下根尖不再受重力影響作用。所以推翻了根只對重力有感應(yīng)的狹義理論。說明根尖存在一個(gè)力學(xué)傳感器。后來借助顯微技術(shù)的幫助,人們終于弄明白了植物根系的力學(xué)傳感器是如何的,又是怎么樣工作的。
在植物的根尖部分有一些特殊的細(xì)胞,這些細(xì)胞里有一些團(tuán)狀的球狀顆粒物質(zhì),就是上圖中黑色一團(tuán)一團(tuán)的。這些東西后來經(jīng)過化驗(yàn)分析是被包裹的礦物鹽或者氧化鐵顆粒(根據(jù)植物不同)。
正常情況下,如果根尖垂直地表,這些顆粒在重力作用下處于細(xì)胞底部,而這種傳感器細(xì)胞內(nèi)壁有一層感應(yīng)膜,它們靠感應(yīng)顆粒團(tuán)的壓力來判斷根尖的方位。
如果你把根橫過來,這些小鐵球也會(huì)在重力作用下跟著移動(dòng),這樣根尖就知道自己的方位了。聰明的根原來就是用了這樣簡單但是有效的辦法來幫助保持植物方向與維持平衡。其實(shí)類似的位置傳感器在我們每個(gè)人的耳朵里也有,就是被稱為“耳石”的一種碳酸鈣鹽結(jié)晶。人類之所以能夠正常活動(dòng),是因?yàn)樵陔p側(cè)的耳內(nèi)有調(diào)節(jié)身體平衡的器官。其中重要的結(jié)構(gòu)之一就是球囊、橢圓囊。因?yàn)樵谇蚰摇E圓囊結(jié)構(gòu)內(nèi)有感受重心變化的碳酸鈣鹽結(jié)晶,形狀像石頭,故后者稱為耳石,前者稱為耳石器。
耳石電鏡顯微圖
其實(shí)我們和植物使用的是類似的力學(xué)位置傳感器官。
植物的社交
植物之間彼此知道對方的存在嗎?那是當(dāng)然的,植物不僅知道彼此的存在甚至植物之間還有“社交”哦!比如割草的時(shí)候植物就會(huì)釋放一種信息素來告訴同伴大禍臨頭啦,趕緊轉(zhuǎn)移養(yǎng)分到根部,以便被“割完韭菜”后能恢復(fù)元?dú)狻_@種氣味就是我們生活中最常接觸到的草腥味。尤其你從綠化施工的附近經(jīng)過時(shí)。
而最近的研究發(fā)現(xiàn),其實(shí)植物之間的“社交”有很大一部分是在地下靠根部來進(jìn)行的。在我們看不到的那個(gè)地下世界,植物正在以我們想象不到的方式“討論”著哪里有吃有喝,怎么一起干掉競爭對手之類的話題。研究發(fā)現(xiàn),兩株彼此靠近的植物之間會(huì)用根部來相互感知對方的存在并通過彼此纏繞來建立一些聯(lián)系。
有個(gè)成語叫盤根錯(cuò)節(jié),就是對這種情況的形象描述。同類植物之間會(huì)相互在地下通過根系形成一種屏障來保護(hù)自己腳下的地盤,一旦他們識別到其他種類植物的根系,就會(huì)想辦法阻止其他植物根系的生長。而同類之間的根系會(huì)相互指引地下水肥豐富的位置給對方。這種情況是真實(shí)存在的。它們似乎會(huì)在地下建立一種聯(lián)盟機(jī)制來促進(jìn)共同生長。
而在植被茂密的森林中,由于腳下的地盤幾乎早就被其他高大植物占完了,一些后來的植物發(fā)展進(jìn)化出了寄生根,絞殺根,甚至氣根來應(yīng)對。真的是為了生存想盡了各種辦法。
根是植物從海洋走向陸地最成功的進(jìn)化,如果沒有落地生根的能力,也就沒有今天我們陸地上各種各樣種類繁多的植物了。
梵觀點(diǎn):植物這種生物可能遠(yuǎn)比我們想象中的更有感知力,折斷他們可能也會(huì)“疼”,踩踏他們可能也會(huì)無奈。只是無法表達(dá)出來罷了。
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