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第38章 神秘的植物(8)

一个世纪以来,人们对植物应用免疫方法抗病进行了一系列研究。把诱导因子接种在幼植株上,使植物整体产生免疫功能,以达到抗病的目的。方法就是将这些诱导物喷洒在叶子表面、浇灌根部或直接注射进植株体内。对同一种植物来说,诱导因子可以是多种的,诱导产生的抗病性也不局限于一种病原菌,防护具有一定的广谱性。德国人曾用灰葡萄孢浇灌菜豆的根,使植株免疫。美国人用瓜类刺盘抱和烟草坏死病毒诱导黄瓜免疫,使黄瓜对黑茎病、茎腐病、黄瓜花叶病和角斑病等10种病害产生了抗性。单一诱导可使植株免疫4~6周,若再次强化诱导,免疫效应一直可延续到开花坐果期。目前,人们使用免疫诱导已经在烟草、黄瓜、西瓜,甜瓜、菜豆、马铃薯、小麦、苹果等多种作物中获得成功。

免疫诱导可以降低病原菌进入免疫植株的穿入能力。免疫诱导还可使植株形成化学屏障,抑制真菌发育和细菌、病毒的侵入增殖。

免疫植株中的植物抗病毒素明显增多,植物抗毒素可以直接抑制病原菌的生长。

植物免疫有很大潜力,它不仅可以强有力地控制病害,而且有不污染环境的突出优点。由于植物免疫还有许多问题未解决,比如免疫所能控制的只是部分植物部分病害,免疫机理也尚未完全搞清,免疫作用的稳定性和遗传性还有待进一步研究,等等,所以目前植物免疫大多还只停留在实验室阶段,极少投入田间应用。但是植物免疫的前景是广阔的,经过科学家们的不断努力,相信它会在不远的将来造福于人类。

碰不得的花果

花儿争奇斗艳早为人知,殊不知植物的种子和果实同样也争强好胜。

德国著名的诗人歌德曾经叙述发生在家里的一件趣事:“有一天夜里,我听到噼啪的响声仿佛有些小东西跳到天花板和墙上去了,当时我并不知道这是怎么回事。后来才发现,我采集的蒴果都裂开了,采集箱没有盖,种子蹦得四面八方。房间里太干燥,在几天内种子成熟,且具有这样大的弹跳能力,真使人不敢相信!”

歌德叙述的现象在野外普遍存在。一碰就炸的果实,最有名的要算凤仙花,果实成熟之后,用手指轻轻碰一下,就会“爆炸”开来。即使是遇到一阵小风,凤仙花果实也会忽然“痉挛”,部分果实扭曲的力量使得5片果瓣裂开,用力把种子弹出1米开外,所以博得“别碰我”的别名。除了凤仙花外,碰不得的果实还有很多,酢浆草的果实也碰不得,只要在蒴果的底部轻轻一捏,种皮便纵裂开来,种子会弹射出去。在欧洲南部有一种叫喷瓜的植物,果实成熟之后,它的种子会在里面黏液的压力下,连同浆汁一同喷射到6米远的地方。实际上,在豆科植物中碰不得的果实比比皆是。绿豆、黄豆,因果荚内有层斜向排列的纤维,果实干燥后,纤维收缩变短,当收缩力量超过了果荚连接处力量时,果荚会马上破裂,并卷编成螺旋形,种子就被弹射出去。在自然界里,种子弹射距离的纪录是原产于北非的沼泽木犀草创下的。沼泽木犀草是木草科一年生灌丛状草本植物,开黄绿色小花,能散发麝香气味。沼泽木犀草的果实成熟后它们能自行裂开,像手枪射击一般把种子射到14米之外。美洲沙箱树的果实也本领非凡,它成熟开裂时,发出巨响,能把种子弹出10多米远。

无论是酥浆草、凤仙花,还是豆类、喷瓜和沼泽木犀草,它们的果实和种子的喷射“装置”都是植物不断进化的产物,是为了繁殖后代经长期“物竞天择”的结果。

植物运动趣闻

1880年,生物学家达尔文在实验中发现,如果把向日葵幼苗顶端剪去或遮住,向日葵幼苗就不会发生向光性弯曲。于是他推测,幼苗茎的顶端存在某种能引起弯曲生长的物质。1933年,科学家从幼苗顶端提取到了几种能刺激茎部背光面细胞加速分裂的物质——植物生长素。正是生长素缘故,向日葵才会向着太阳转。近年来植物学家们发现向日葵茎端还有叶黄氧化素。在向光一侧有较高浓度的叶黄氧化素,它的主要功能是抑制细胞在生长。向光面叶黄氧化素含量高,背光面低。因此,科学家们认为,葵花向阳是生长素和叶黄氧化素共同作用的结果。

含羞草在受到震动或触摸后,小叶会迅速合拢、下垂,人们称之为感震运动。1913年杰克逊·博斯发现,刺激能在含羞草的细胞中激发某种电信号,电信号传递速度相当快,可达14毫米/秒。含羞草的羽状复叶叶柄和小叶基部都有一个膨大的叶枕,中心是大维管束,周围有许多富含水分的薄壁细胞,靠膨压使叶柄挺起,小叶张开。当电信号传到小叶基部时,叶枕上半部薄壁细胞的水分马上渗透进细胞间隙,导致膨压骤然下降,而下半部的薄壁仍维持原来的膨压,小叶片便一个个直立起来,闭合在一起。如果刺激较大,叶柄就会连同小叶一齐垂下。含羞草对温度、湿度、光密度、电击、烧灼、烟雾,甚至大气压的变化都表现得十分敏感,它还能被氯仿和咖啡国麻醉。

许多植物还可以做螺旋运动,牵牛花用茎以左旋方式缠绕而上,何首乌则能左右攀旋。植物的茎、叶还能变态为卷须,与物体接触时产生向触运动。葡萄的卷须在生长中无论哪一部分碰到支架都能立刻卷曲缠绕;黄瓜的卷须却只有上侧或外侧的某一面有感受性,另一面没有,即使碰上支柱也不会缠绕。植物螺旋攀爬生长可以获得较多的阳光、空气,同时又节省了直立植物消耗到茎干上的物质,也是进化过程中的一种适应性。

感夜运动的植物,如合欢树、落花生、红花苜蓿等植物的小叶和睡莲、郁金香等植物的花朵会随着夕阳西下而合拢睡觉,等早晨旭日东升再苏醒伸展开,晚香玉和月见草的花则正好相反。最有趣的要数豆科多年生落叶灌木舞草了。它的三片羽状复叶的顶小叶约8厘米长,两个侧小叶仅2厘米。平时这对侧小叶就翩翩起舞,或作360度的旋转,或上下摆动;有时二小叶同时向上合拢,再慢慢平展分开,有时一片向上、一片向下晃动。同一株植物上各小叶此起彼落,十分优美。即使在晚上。小叶仍晃动不止。舞草的“舞姿”是很奇特的,它既不是向日葵的向光性运动,也不是含羞草的感震运动,它的运动机制是什么,人们至今还没有弄明白。

由于植物的运动方式、运动机制各种各样,人们还不能把其中的奥秘全部探明,一旦这个谜底被揭开,对人类研究植物仿生学将有重大的意义。

植物识别“敌”“友”之谜

植物往往能正确辨别有益和有害的微生物,把有益的微生物接受过来,把有害的微生物拒之门外。植物是靠什么来识别“朋友”和“敌人”的呢?

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