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世界科技全景百卷书: 植物的器官
庞大的根系 根是高等植物为适应陆地生活而逐渐发展起来的一种器官。种子萌发时，首先冲破种皮而伸出的是胚根。胚根向下生长成为主根。主根生长很快，以番茄为例，当幼苗刚长出第一片真叶时，主根已经扎入土中55厘米；幼苗长到4～5个星期，主根已经深深地扎入地下1～1.5米深了。如果条件适宜，番茄幼苗的主根还可以以每日3.14～7.50厘米的速度向地球球心推进。随着主根长到一定长度之后，在主根四周，由它又长出许多细小的侧根。侧根像主根一样，又可再长出侧根，如此反复分枝下去，便形成了一个庞大的根系。 一年生的苹果树苗，就大约有3.8万条侧根以及由这许多侧根与主根组成的根系。在大豆、棉花、向日葵这些植物中，都有这种主根、侧根分明的根系，这叫直根系。直根系是大多数双子叶植物的根系结构形式。而水稻、小麦、玉米这些属于单子叶植物的根就不同，由于它们的主根发育不好，从它们茎的基部会长出一些像胡须一样的根来，这种根叫不定根，它们长得很发达。这样，那些长短差不多，像胡须一样簇生在一起的不定根，就形成了根的又一种形式——“须根系”。一株长到八片叶子的玉米，它的不定根的数目可达0.8～1万根之多。直根系和须根系，是植物的两种主要根系形式。 由于植物有庞大的根系，这对于将植物牢牢固定在土中以及更有效地吸收营养来说，都是极为有利的。据统计，一株冬黑麦，平均每天要生长出11.5万条新根和由新根形成的1.19亿条根毛。如果把这些新根连接起来，就等于冬黑麦根一天要伸长5千米，根毛则伸长了80千米，把这么多根铺展开来，它是一个多么大的吸收面积！ 根在土壤里分布的总表面积比地上茎、叶的总表面积的和还要大。在宽度上，如苹果，根的伸展宽度，最大的距离可以达到27米，比它的树冠要大2～3倍。所以我们常常用“根深蒂固”、“盘根错结”来形容根系的繁茂与庞大，可说一点也不过分。 生长在沼泽和我国南方海边淤泥地带的植物，如台湾的海茄在长期适应淤泥环境的演化过程中，它们生出了一种呼吸根。呼吸根的根端向空中生长，一条条矗立于空气中，这样就保证了植物的根系照样可以自由通气。这种呼吸根的景观可谓奇中之奇。生活在我国广东沿海的红树及生长在水边的水松，也有这种有趣的呼吸根。 根的变态类型还可以举出不少，像常春藤和凌霄花茎上的不定根，是用来使自己固着在其他植物上或者墙上，以支持它的茎干向上攀缘，所以也叫做攀缘根或附着根。其他，如菟丝子，它们把自己的根伸进寄主植物的身体里面，吸取寄主植物的水分和养料，这种根叫寄生根，是寄生植物“不劳而获”夺取营养的一种手段。 根的变态，主要是由于植物的特殊生活方式和对环境条件改变时所发生适应的结果。它们并不是病态的变化，而是正常的和健康的，并且可以遗传。所以说，根的变态是植物在长期适应环境和自然选择中而获得的。变态器官的结构和功能与植物的生活是协调一致的一种适应形式。 除了以上所述这些正常的根以外，还有很多有不同用途、形状特殊的根。萝卜、胡萝卜、甘薯，我们吃的是它们的贮藏根。贮藏根贮藏了植物生活上所必需的食物，在冬天，植物地上部分枯死以后，它们在地下渡过冬季的严寒，到来年又由它们再发出幼芽，长出新的植株来。 兰科和天南星科中的一些热带植物，它们的根不生在土里而是附生在树干或其他物体上。在它们的茎上还生长出大量暴露在空中的气生根。我国南方有一种榕树，树冠高大，从树干上垂下很多根，这些根可以一直垂到地面，再扎进地下，这叫支柱根，它有加强支持植物的作用。由于从树干上垂下的支柱根又多又粗，给人以“一树成林”的壮观感觉。板根也是一种支柱根，不过它是在树干的基部向四周突出发展成板子一样的形状就是了。在热带雨林中，许多树木的板根，“板”高可达3～8米，真好像一堵堵墙壁，对植物可以起到稳定树干的作用，这也可说是根中之一奇。 植物的茎 茎是指支撑叶及花、果等器官生长的植物地上部分。茎的形状是多种多样的。常见的有直立茎，这种茎主干及分枝明显，而且直立向上。但是，在自然界中，有许多种植物因为长期适应各种特殊的生活环境，茎的功能和形态发生了种种变化，改变了原来茎的形式或直立习性。比如牵牛花、茑萝、菟丝子、扁豆和豇豆的茎，本身细长而不能直立，必须缠绕在其他的支持物或植物体上，这叫缠绕茎。草莓、蛇莓、甘薯，它们的茎是匐匍在地面上生长的，在茎的节上再长出叶和不定根，这种茎叫匐匍茎。还有一些茎，像根一样横生在地底下，这种茎就叫做根状茎，如芦苇、藕、草石蚕、姜及中药里有名的黄精、玉竹等植物的茎就是。 更为奇特的要数变态茎了。仙人掌的茎就是一种变态茎。它的茎干扁化成叶状，体表内侧的细胞内充满了叶绿体，完全可以起到叶子一样的功能，进行光合作用和蒸腾作用。常见的仙人掌有仙人球、仙人鞭、山影，等等，因为它们的祖先大多生长在干旱的环境里，在长期适应这种恶劣环境的过程中，它们的植物体演变成肥厚多汁的肉质茎，而叶子却退化成针状。在仙人掌生长得较多的墨西哥，有一种名叫强刺球形仙人掌，寿命可以达到五百年以上，直径2～3米，茎可长成重至数千斤的巨球。另一种高大柱形的仙人掌，茎高十余米，虽无常见的绿叶，但那玉柱般的身躯平地拔起，堪称壮观。 变态茎的另一些突出的例子是假叶树、竹节蓼、昙花等的叶状茎及土豆和天麻、荸荠和慈菇、洋葱与大蒜、百合等的块茎、球茎和鳞茎。叶状茎，茎变为叶状并可代替叶进行光合作用；而块茎、球茎或鳞茎却变成了块状或者球状，或者鳞片状埋在地下成了贮藏器官，骤看起来，真有点面目全非，一般都不以为那原来是植物的茎，反而往往错把它们当成植物的根。 除了上面所说的一些茎的形态之外，丝兰的茎却别具一番风趣。丝兰生长在美国阿利桑那州，它的茎通常也向上长，但一遇到暴风雨，茎的主干就向下弯，弯入土中的部分则又会长出新根，这样就使直立的丝兰变成了拱门状的弯形茎丝兰。此后，在拱形的茎上又可长出新枝。因此牧马人就常常喜欢把马拴在这种弯成了拱形的茎上。 从上面茎的种种变态来看，尽管茎变化多端，只要我们抓住了茎的几个主要特征，那就是：它有节、有叶（有时退化成鳞片状或针刺状）和腋芽的痕迹这些特点，就不难与无节，无叶、无芽的块根 （红薯、大丽菊等）相区别。 植物在生长发育过程中，需要大量的水分和有机营养。有人曾经计算过，植物每形成1千克干物质所消耗的水分：小麦是271～693千克；玉米是239～495千克；向日葵是490～577千克。从这些数字，可以看出茎的运输任务是多么繁重。 物质在茎内的运输，基本上沿两条渠道进行。一条是由根把吸进来的水和溶在水里的无机盐，经导管运输到叶、花、果；另一条是由叶把制造出来的有机物质，经筛管送到根等其他器官。 先让我们来看看茎内的导管吧。把一条带有叶子的枝条放到水里切断，并且把它立即插入滴有几滴红墨水的水里，在太阳光下照射几小时以后，再把枝条纵向剖开，这时你可以看到，茎内有一条条红色的细纹，这些细纹就是植物运水的管子——导管。导管由很多长形细胞连接而成，细胞两端的细胞壁都已消失，好像竹竿把节打通了的情形一样。由于叶子蒸发水分时的拉力，以及水分子本身的内聚力，使水在导管里成为一条连续不断的水柱，从而把叶和根连接起来。这样就使水和溶在水中的无机盐类，能源源不断地沿着导管运送到植物的各个部分。 韧皮部里的筛管，是运输有机物质的主要场所。筛管也由很多细胞连接而成。不过，在筛管细胞的连接处，细胞壁未完全打通，而由一层像米筛一样有很多细孔的“筛板”隔着。另外，筛管细胞是活细胞，这与死的导管细胞也是一个明显的区别。 水在导管中运输的速度，最快的每小时约45米，慢的也可以达到每小时5米。在一般草本植物里，由于植株矮小，溶在水中的无机盐被吸入根部以后，大约经过10～20分钟就可以达到叶。而由叶片制造出来的有机物质，在筛管里运行的速度就慢得多，每小时大约为0.7～1.7米。一般农作物，有机物质由叶运到根，大约需要30～60分钟。 这里所说的运输系统是指绿色开花植物而言。至于那些低等的、构造简单的藻类、菌类，有的只由一个或几个细胞组成，它们很容易从所处的环境中直接获得水分和养料，这样就不需要什么专门的运输机构了。 年轮 把树木锯倒以后，你可以看到一个有趣的现象，在树墩的横断面上，有一圈圈色泽不一、大大小小的同心环纹。这些同心环纹就是“年轮”。年轮由形成层每年的活动而产生。春天，气候温和、雨量充沛，对树木的生长有利，这时形成层细胞分裂旺盛，新产生的细胞大而明显，导管又大又多，因此，木材就显得颜色淡，质地松软。入夏以后，随着气温增高、雨量减少；特别是到了秋天，天气渐冷，雨量更少，形成层活动减弱，分裂出的细胞形状小，加上细胞壁厚、导管又少，木材显得致密而坚硬，颜色也深。树木内的细胞和导管每年重复一次由大到小，材质由松到密的变化，从而就形成了色泽、质地不同的一圈圈环纹——年轮。 一个年轮，代表着树木经历了所生长环境的一个周期的变化，通常气候是一年一个变化周期，所以年轮也就代表着一年中生长的情况。根据年轮的数目，可以推知树木的年龄，用来考查森林的年代。不过，由于形成层有节奏的活动，有时在一年内也有可以产生几个年轮的，这叫假年轮。像柑属类植物，一年可产生3个年轮。所以，由年轮计算出来的树木年龄，只能是一个近似的数字。 年轮不仅可用来计算树木的年龄，从年轮的宽窄，还可以了解树木的经历以及树木与当时当地环境气候的关系。在优越的气候条件下，树木生长得好，木质部增加得多，年轮也就较宽；反之年轮就窄。比如，树木最初的年轮一般比较宽，这表示那时它年轻力壮，生长力强；有时一棵树在出现了很多窄的年轮以后，突然出现有宽的年轮，这表明在年轮宽的那几年，环境气候适宜，对树木生长有利。另外，还有偏心的年轮，那就说明树木两边环境不同，通常在北半球朝南的一面较朝北的一面温暖，所以朝南的一面年轮较宽。 地球上气温冷暖的变化，大致有一个200年一循环的周期。通过对1900～1960年间年轮变化的研究，发现在200年的大周期内，还存在33年、72年、92年、111年的气候变化小周期，它们大多是11～11.5周期的倍数。而11年，刚好是太阳黑子活动的周期，这也表明，太阳的活动已经直接影响到地球气温的变化。 目前，已经有一种专门的钻具，可以从树皮一直钻到树心，取出一个有全部年轮的薄片。这样就可以不再需要砍倒树木来计算出树木的年龄了。 通过对年轮变化规律的研究和对它所在地区气候的了解，对制定超长期气象预报及制定造林规划等方面，都有指导意义。 叶子 在大自然的美景中，除了色彩缤纷的花朵以外，最引人注目的应该算是各种各样，千姿百态的叶。 有名的亚马逊河的王莲，是一种巨大的水生植物，它的叶又大又圆，边缘直立，好像一个绿色的大玉盘漂浮在水面上。叶的直径达1.8～2.5米，叶面上可以承受住40～70千克的重量，就是在叶面上坐上一个小孩，也稳稳当当，好像乘船一样，安然无事。你以为这是最大的叶子了吧？但是它与亚马逊棕桐的叶子相比，还差得远哩！亚马逊棕榈的叶子宽12米，长可达22米，竖起来比一座六七层的大楼还高出一截。不过，一般常见的植物的叶子，大小只不过在10～20厘米左右，而较小的，如柏树的鳞片状或锥状的叶子，长不过几毫米。 叶子的形状，比起叶子的大小来更有趣。菱叶如三角，葱叶像长锥子，银杏叶恰似一把打开的小招扇，松树的叶则如同细细的长针，其他还有呈心形的 （芋），马挂形的（鹅掌楸），箭形的（慈菇），等等。根据叶子的不同形状，可以用它来帮助我们认识不同种类的植物，以及它们所生活的环境的特点。 在叶的家族中，还有一些模样十分奇特的。像食虫植物猪笼草的叶，它由基部的叶柄，中间宽大的叶片、由叶尖延长成的卷须，和卷须前端膨大成圆筒状或卵形的捕虫袋四部分组成，而且那个捕虫袋的颜色鲜绿或者带点红色，上面有明显的网状叶脉，很像一个运猪的笼子，所以把它叫做猪笼草。碗豆叶的顶部长有卷须，它是由顶部的小叶变的，这种形状的叶，同时适应了碗豆的攀缘生活。还有洋葱、百合，贝母等鳞茎上的肥厚的鳞片叶，与常见绿叶相比，更是面目全非了，你或许曾经以为那是它们的根哩！ 更有趣的还有那种名叫一品红或叶子花的叶片，它们那靠近枝顶的一些叶片，具有鲜艳的红色，成了花或花序的一部分，十分美丽，不少人还以为那红色的叶片是它的花。 叶上开花，更是别具一格。山荣萸科的青荚叶，每年四五月间，在翡翠般的绿叶上镶嵌着朵朵白花；秋后，小花变成了黑色的小核果，犹如荷盘托珠，格外有趣。 叶的变化，还表现在叶的边缘上那些大大小小的缺刻、分布在叶表面上的叶脉排列和分支的变化以及色泽的异常上。一张张叶片犹如一幅幅装饰各异的图案，包含了大自然的神奇与瑰丽。 叶绿素 “世界上再高明的厨师也不能把二氧化碳和水制造成食物，但是植物的叶绿体却有这种奇特的本领”。这是50多年前前苏联著名的植物生理学家季米里亚捷夫赞叹叶绿体功能时说的。叶绿体主要存在于叶片的叶肉细胞中。叶绿体非常小，大小只有5微米左右，一个叶肉细胞常常包含着数百个叶绿体。在每个叶绿体内，还有更细小的绿色小粒——基粒。它由一片片像千层饼一样的光合膜组成，植物的光合作用就发生在这些千层饼模样的光合膜上。当光线通过叶绿体内的光合膜时，叶绿体的绿色色素——叶绿素就开始了工作，它利用太阳光来分解水，同时还原二氧化碳以形成碳水化合物，并且放出氧气，这一过程就是光合作用。通过一系列的化学变化，植物通过叶在光合作用中形成的碳水化合物，逐渐转化成植物的淀粉、脂肪、蛋白质等各种有机化合物，太阳能也就变成了化学能贮藏在植物的身体里面。因此可以说，农业生产的各种食品都是太阳能潜能的表现形式，是“太阳能的罐头食品”。 就整个地球来说，在1.49亿平方千米的陆地上，每年陆生植物可将大约163亿吨碳转化成有机物质，在3.61亿平方千米的海洋里，每年海洋植物可将大约 200多亿吨碳转化成有机物质。把水生植物和陆生植物两者相加起来，绿色植物一年制造的有机物质的量，大约为1000多亿吨。有机物质的量虽然很多，但是其中占比重最大的是纤维素，而为人类生产的食物才不过占全部“绿色工厂”产品的30％左右。 地球上到处充满阳光，“绿色工厂”所需要的原料水和二氧化碳也并不缺乏，但是绿色工厂利用太阳能量的效率很低，从一亩地的农产品中所贮存下来的能量，还不到一亩地上所受阳光能量的百分之二（一般为0.5％～1.5％），因此要提高绿色工厂中产品的产量，就必须改进农业措施，设法满足水、二氧化碳及阳光的供应，以充分发挥绿色工厂的生产潜力。 发生在“绿色工厂”中的光合作用过程，说起来似乎很简单，但是其中的细节却十分奥妙，直到现在，人类还很难用人工方法去模仿它。由于这是个关系到如何进一步利用太阳能及人工合成食物的大问题，所以科学家们一直在热心地进行研究、探索、以求尽快揭开这个前景诱人的绿色工厂之谜。 树的“铠甲” 树皮，像是树的“铠甲”，它保护着树干不受虫蛀和外伤。 如果你仔细观察各种树木的树皮，恰似一套套古代武士们穿的铠甲陈列在你眼前。它们的颜色、厚度、花纹都各不相同。 从树皮的颜色上看：色彩暗淡的有暗灰色的，如槐树；灰黑色的，如刺楸；色彩鲜明的有亮白色的，如白桦；翠绿色的，如梧桐；红褐色的，如樱桃。最漂亮的要算是白皮松的树皮，颜色绿白相间，斑澜可爱。就是由于树皮的色彩新颖，再加上枝丫扭捩，奇姿天成，故白皮松又有蟠龙松、虎皮松等别名。 不同的树种树皮的厚薄也各有千秋。树皮较薄的如悬铃木、冷杉；较厚的如麻栎、油松；最厚的当推栓皮栎，可达40厘米。它的树皮就是软木的原料。老树的树皮上开裂的花纹也是形形色色的：像樱花的树皮，作圆环状浅裂；柿树，作小方块开裂；松柏，作长条纵裂；鹅掌楸，作交叉状纵裂；雪松、枫香树皮的花纹则别开生面，像是一片片鳞甲覆盖在树上。 树皮的色泽、厚薄、开裂方式、裂纹的形状和深浅等特征，虽然在不同的树种间有很大差异，但它们的基本结构却是相同的。在植物学上木本植物的茎，从外到内的表皮、木栓层、皮层和韧皮部合称为树皮。剥掉树皮，就露出了茎内的木质部。因为韧皮部里面有筛管，筛管是树木运送有机养料的通路，所以新栽的小树，应该注意保护树皮不被损害。如果一棵幼树主干的树皮剥落了一圈，这样茎内输送有机养料的通路被切断，树冠叶子所制造的养料就不能通过筛管运送到根部，根部得不到养料就渐渐死去，最后导致全株树木枯死。 然而，也有相反的情况，比如枣树，为了使枣树多开花多结枣，人们往往在枣树开花时，在树皮上随意砍几刀，以使养分更集中用在开花结实上。农民把这种措施叫做“开甲”。 树皮除了对树本身有保护作用外，由于不同树种的树皮物理性质和细胞中所含的化学成份不同，又有种种不同的用途。栓皮栎树皮的细胞中充满了空气，细胞壁又包有不亲水的木栓质，使这种树皮既轻又有弹性，同时又有不传热、不导电、不透水、不透气、耐摩擦、耐腐蚀等性能，制成软木塞、软木砖、软木板在工业上用途很广。葡萄牙是世界著名的“软木王国”。每年夏季，是采剥栓皮最好的季节。人们用长斧迅速而准确地把栓皮割成一个个长方块，然后用斧柄把栓皮剥落下来。这时，树干会出现淡淡的血红色，是暴露的组织因氧化而变色。以后软木细胞（木栓形成层细胞）向外恢复生长，红褐色逐渐加深，变成灰色。每隔十年可剥一次栓皮，每棵树寿命长达150年以上。 许多树皮是造纸的原料，例如构树和桑树皮是制造打蜡纸的原料；青檀是我国制造宣纸必不可少的原料。樟子松、云杉、化香树、柳树的树皮中含有鞣质，可提制栲胶。黄柏的树皮可以做染料，灌木桂皮的树皮可做香料纯肉桂，杜仲的树皮可以提取橡胶；金鸡纳、厚朴的树皮都是名贵的药材。此外，很多种树皮的纤维还能打绳子，制人造棉。树皮的用途说来真是不胜枚举呢！ 奇妙的花粉 花粉是花的雄性器官。一个花蕊中可以包含成千上万粒花粉。花粉很小，如果与一粒芝麻的大小相比，它们当中最大的直径也不过是芝麻粒的五分之一，而小的则仅为芝麻粒的几百分之一。在人们的眼中，花粉只不过是一些无生命的黄色粉未罢了。不同的植物中，花粉不但有黄色或淡栗色的不同，还有从洁白到红到浓黑等各种颜色。假如你借助显微镜观察一下的话，你会惊奇地发现，花粉真是大大小小，千奇百怪：有的如灯笼，有的像龟壳，有的似镂空的窗棂，有的又如披满长针的刺猬……更有趣的是，花粉上还有沟与孔（萌发孔）及各种纹饰（花粉表面的突起物），把花粉装扮得玲珑剔透，真不愧为大自然匠师们精心雕刻的工艺品。科学工作者根据花粉的大小，花粉壁上的纹饰，沟、孔的排列和数目等差别，借以区分植物及研究它们之间的关系，从而建立了一门新的科学领域——“孢粉学”。 孢粉 （是孢子花粉的简称）与植物的其他部分不同，它的外壳成分特殊且很坚硬，不怕酸、碱的腐蚀，所以即使埋在土中上万年或者埋在地层中几千万年乃至几亿年也不会毁坏变形。因此地质及古生物工作者根据花粉在地层中出现的规律，来确定地层及其所属的地质年代，以寻找石油和煤等矿藏。对地层中的花粉进行分析，还可以反映出当时当地的植物种类、植被类型，以推断出当时当地的气候环境条件。这样，对人们进行绿化规划时确定这个地区是适宜造林，还是适宜种草，或者适宜采用什么树种，以及如何布置人工植物群落等等，都很有参考价值。所以，人们称花粉的分析是造林和找矿的好助手。 花粉还是一种奇异的食品。新鲜花粉中含有蛋白质、氨基酸、维生素、糖、芸香苷、抗生素、生长素等成分，这些成分对人体都是有益的。每天食用花粉，就会给我们提供这些天然的营养物质。在国外，已有不少人将花粉作为一种强健身体的天然补品。在国内亦已开始引起人们的重视。 花粉的好处虽然很多，不过有些植物的花粉对人或动物也可以造成危害。“花粉病”就是一例。有些人每年到一定的季节，只要一吸人飘在空气中的某些花粉，就可诱发出诸如枯草热和支气管哮喘等过敏症。另外，有些植物的花粉是有毒的，如钩吻、醉鱼草、雷公藤、狼毒、乌头、羊踯躅等。放蜂时如果蜜蜂误采了它们的花粉，不但蜜蜂本身会因为食了这种有毒的花蜜而引起大量死亡，假如人食用了这种含有有毒花粉的蜂蜜也会中毒，甚至死亡。所以在放蜂时，放蜂者不但要寻找蜜源植物丰富的地方，同时也要注意周围是否有有毒植物存在，以免蜜蜂采蜜时带进了这些“危险物质”。 多种多样的果实 一走进水果店，各种各样的水果琳琅满目，逗人喜爱。你知道这些水果是怎样形成的吗？除了一般所说，如桃子，是由子房发育成的以外，在我们吃的水果中，果肉部分的来源是极为复杂的。 以苹果为例，我们吃的果肉部分，是花托强烈增大后形成的，子房则埋藏在肥厚的花托里。我们吃完苹果剩下的“核”，这才是子房，而种子就包含在子房里面。像这样由花托增大而形成的果实，还有梨、海棠、沙果、枇杷等。 由子房形成的果实，有葡萄、西红柿、柿子等。不过，它们与桃子又有不同，除外果皮像一层薄膜以外，中果皮和内果皮都变成了多汁的果肉。其中，西红柿更加特别，它着生子房的胎座也很发达，而且是肉质的，所以我们吃西红柿的时候，包括把它的果皮和胎座这两大部分一起给吃了。 桔子和柚子的情况则另是一码事。剥去的皮是由外果皮和中果皮组成的。在外果皮上有一颗颗亮晶晶的油滴状小圆点，是藏着芳香油的腺体。剥皮时喷出的雾一样的东西，这是芳香油被挤出来后所产生的。至于桔子的内果皮，这才是我们要吃的部分。有趣的是，我们吃的不是内果皮本身，而是内果皮上肉质化了的囊状毛。这些毛呈纺锤状，一丝丝的充满了浆汁，它们排列整齐，彼此挤压在一起填满了整个子房的内腔。桔子成熟后，由于中果皮破裂，细胞干瘪而与内果皮分离，所以桔子也就变成为一瓣瓣的了。 最常见的是一朵花发展成为一个果实。但果实中也有不少是由很多花聚生在一起，使整个花序变为一个果实的。这种果实叫聚花果 （也叫复果），像桑椹、菠萝、菠萝蜜等就是。桑椹是多数雌花聚在一起形成的。桑椹中可食的部分为肥厚的萼片。菠萝则是花托、萼片、花冠、子房连在一起，再加上花序轴而形成的，它们结合成为一种椭圆形的肉质结构。 从上面所举数例已可看出，水果不但在形状上而且在食用部分的来源上也是多种多样的。它们的这些变化，都是植物长期以来受自然选择和人工选择不断加强和积累的结果。 树木的冬芽 无论哪一种落叶树，都可以在落叶后的枝条上形成继续活动的新结构。这就是冬芽。冬芽能够安然度过隆冬季节，与它的形态结构以及内部生理变化有直接关系。 按生长位置分，冬芽有两种。一种是生长在小枝顶端的叫做顶芽，它比较肥大，一般只有一个，如丁香、杨树的顶芽；另一种是长在叶痕的上方，当叶子未脱落时隐藏在叶腋内，叫做腋芽，腋芽常不止一个。如杏树的腋芽两两并生，紫穗槐的两枚腋芽则相叠而生，枫杨、山皂角的腋芽三枚叠生，而云实的腋芽常4～6个，上下迭生。如果最上方的芽受到伤害时，由第二个芽接替发育；第二个芽受伤时，由第三个芽接替发育。真是“有备无患”啊！ 按性质分，冬芽可分为三种：发育成带叶枝条的叶芽、发育成花朵的花芽和既开花又长枝条的混合芽。如桃树的三个并生腋芽，中间最大的芽为叶芽，而其两侧的芽是花芽。苹果、梨和海棠的芽则均为混合芽。 冬芽是个能开花长枝叶的器官。看上去，它柔弱娇嫩，但面对寒冷和干燥等不利条件它却毫不畏惧，因为它早就做好了充分的准备。首先，每个冬芽外面都包得严严实实，最典型的如玉兰和木兰的冬芽，其芽的外面都包着两枚像笋壳般紧裹的芽鳞片，这是两片变态的叶子。每个鳞片坚韧厚实，上面生着密密的绒毛，仿佛披上了一件厚厚的毛外套；有些植物的芽鳞还能分泌一些粘液，除有防水作用外，还可粘住爬来吃芽的小虫；有些植物的芽鳞外挂有一层光滑的蜡质，既可以防止芽内水分的散失，还可以阻止外界雨露霜雪的渗入，从而起到了保护幼芽安全越冬的作用。 冬芽不仅由于其外部产生了抵御寒冷等不利条件的适应性结构，其内部细胞也随气温的下降改变了原有的生理状态，因而大大增强了抗冻性。有的科学家通过微小的温度电偶检测过杜鹃属的一些越冬芽的温度，发现花芽的温度虽已降到冰点以下，甚至达到-30℃时，花芽却没有冻伤。原来随着温度的下降，花芽细胞内的水分脱出，并且存于外面的细胞间隙中。这样，花芽细胞内的汁液变得十分粘稠。当温度下降到-300℃时，花芽内的细胞几乎变成纸一样干燥的物质。从生理学上看，芽就是通过使冰点下降的途径，使细胞内不会产生冰晶，从而有效地抵御了寒冷，安然无恙度过隆冬。当大地回春、冰雪消融时，外界的水分又会回到花芽内，色彩缤纷的花朵便竞相开放了。 五彩缤纷的花朵 盛开的鲜花，五彩缤纷，瑰丽夺目。有的赤红如血，有的洁白如玉，有的黄似橙桔，有的浓黑如墨。如此艳丽芬芳的花色是怎样形成的呢？ 原来，花瓣颜色是花瓣细胞内所含的色素所决定的。这些色素归纳起来有三类。 第一类是胡萝卜素，存在于细胞的有色体或叶绿体中，种类很多，不仅花瓣中有，而且在根部、叶片、果实中也有。花瓣呈现红色、橙色及黄色等，即由于该类色素所致。 第二类是花色素，它多以葡萄糖等糖类结合形成糖甙（花青甙）的形式存在于植物细胞液中。由于花色素约有20种，花青甙有130种，各种植物的花瓣中包含的花青甙数量、种类不同，因而花朵显色幅度较大。当细胞液呈酸性时，可表现出红色、粉色、橙色等；呈中性时，为紫色；细胞液呈碱性时，则为蓝色。 第三类是类黄酮，也以糖甙形式存在于花瓣细胞液中，可呈现出从浅黄至深黄的各种花色。细胞液碱性越强，其黄色变得越深，反之，如酸性越强，其黄色变得就越浅。 黄色的花朵是很常见的。浅黄色花瓣中最常见的色素是类黄酮，像金鱼草、大丽花等的奶油色、象牙色的花即是。较深的黄色，像郁金香、百合花和蔷薇花等主要是含类胡萝卜素形成的。还有一些花，像万寿菊、酢酱草等，其深黄色则是由类胡萝卜素和类黄酮协同显色的结果。通常认为类胡萝卜素比类黄酮显示的黄色效果显著。 橙色的花，与类胡萝卜素和花青素含量的比例有关。如前者含量多些，则显示出偏黄的橙色，像橙黄的百合；而后者含量多些则显示出偏红的橙色，像天竺葵特有的橙色花瓣；两者之间含量的变化，影响花色显示出微妙的差异。 红色和粉色的花朵，像牡丹、桃花等，其花色均与花青素有关。而花瓣红色的深浅则是由花青素的含量来决定的。 自然界中有不少是开蓝色花的，显得十分娇艳，如石竹和矢车菊等。但科学家在花朵中始终未找到蓝色的色素。从矢车菊、石竹等蓝色花瓣中提取的色素，主要是花青素。那么花青素又是如何显现出蓝色的呢？这个问题，争论了几十年还没作出定论。不过，有的科学家认为这是由于花青素和金属元素、助色素等组合成为一种十分复杂的络合物，在花朵细胞液中显现蓝色，于是就有蓝色的花，如石竹蓝色花瓣内的花青素就是由钾、钠等金属原子结合成盐类形式存在，而且很稳定，不受细胞液酸碱度变化而改变颜色。 绿花和青花，就是花中色素以叶绿素为主。至于占花色30％的白花呢，那是花中不含色素，只是组织里充满了无数小气泡，所以看起来是白色的。如果挤掉这些气泡，白花就成为无色的了。实际上，有的科学家认为自然界里根本就没有纯白色的花，白色花瓣的色素是存在于花瓣中的极浅的黄色色素类黄酮。 那么，在千万种花色中共有多少种色彩呢？有人曾经统计过4000多种花色，发现有白、黄、红、蓝、紫、绿、橙、茶和黑等9种色彩。其中以白色最多，其次是黄花、红花、蓝花、紫花、绿花、橙花、茶花，最少的是黑花。花的颜色多在红、蓝、紫之间变化，其次是在黄、橙、橙红之间变化。 五彩缤纷的花色，给人以美的享受，但对植物本身来说，不过是招引昆虫传粉的标志广告。不同的花色为不同的昆虫所青睐：蜜蜂喜爱蓝色和黄色，对含类黄酮的白色也喜爱；甲虫一般对颜色的感觉能力差，喜趋往暗淡色、奶油色或绿色的花朵；蝶类喜红、紫等鲜艳的颜色；蛾类喜红、紫、淡紫和白色；蝇类喜暗淡色以及棕色、紫色或绿色；胡蜂喜棕色。 |
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