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第73章 植物故事(2)

后来,人们研究证实,植物体内确实存在一类带糖基的蛋白质或多糖链,或称凝集素。有的植物的糖基恰好同人体内的血型糖基相似。如果以人体抗血清进行鉴定血型的反应,植物体内的糖基也会跟人体抗血清发生反应,从而显示出植物体糖基相似于人的血型。比如,辛夷和山茶是O型,珊瑚树是B型,单叶枫是AB型,但是A型的植物仍然没有找到。

为了搞清楚血型物质在植物体内的基本作用,科学家对植物界作了深入研究,得出这样的结论:如果植物糖基合成达到一定的长度,在它的尖端就会形成血型物质,然后,合成就停止了。血型物质的粘性大,似乎还担负着保护植物体的任务。

但是,植物界为什么会存在血型物质?为什么又找不到A型的植物?这至今还是一个谜。

年轮里的科学

年轮,年轮,一年一轮,年年有轮。它记录了树木度过多少春秋的脚印;它反映了树木跟大自然进行搏斗的艰难历程;它告诉你树木经历的气候变化;它向你汇报了太阳黑子活动的规律;它又向你报告了大气污染的状况。

年轮是部天书,它告诉你历年气候变化的情况和规律。年轮的宽窄疏密,不仅反映了树木生长的速度,木材的年生长量和质地优劣,而且记录了气候变化的情况。气候温和,年轮则宽疏均匀;气候持续高温,年轮就特别宽疏;气候寒冷,年轮则狭窄;气候特别寒冷,年轮更为窄密。通过对年轮的分析,可以获得几百年甚至几千年的气候变迁规律,依据它可以预测未来气候的变化,作长期的气候预报。如对西藏高原树木年轮的分析,初步知道在20世纪西藏有过两次大的降温,20世纪20年代前后,西藏降雨量特别丰富,以后又显着下降,目前又稍有增加的情况。通过对年轮的分析,还可以初步掌握气候变化的规律和变化周期,大约200年为一周期,110年、92年、72年、33年为不等的小周期变化。年轮真是一部天书。

年轮汇报了太阳黑子活动的规律。当太阳出现黑子群时,对气候的影响很大,可以使无线电波中断,可以使气候无常,并常常有暴雨或飓风出现。这都说明太阳黑子活动剧烈增强,辐射出的光和热比平时更多。树木受其影响,生长特别快,年轮就宽。我们可以从年轮宽窄的变化中推测太阳黑子活动周期为约11年1次。

年轮又向你报告了大气污染的状况。当大气受到污染时,年轮里就贮藏了污染的物质。如在开采各种贵重金属矿藏时,在大气中就飞扬着这种金属的尘埃,被树叶吸收了,落到土壤中也被树根吸收了。有的金属冶炼厂或加工场附近的大气中,飞扬着它们产生的金属尘埃,被周围树木吸收了。这些金属尘埃被树吸进去是跑不掉的,它被输送到年轮里积累起来。我们通过光谱分析,可以测知年轮里历年积累下来的重金属的含量,就可以测知该矿厂对大气污染的程度。还有,当硫化氢、氟化氢等有毒气体污染大气时,被松树、杨树、夹竹桃吸收,也会在年轮上很快留下被它腐蚀的烙印。根据烙印,人们可以测知空气污染程度。大气污染的罪证在年轮里都完整地保存了下来,它告了大气污染的状,想赖也赖不掉。

年轮里大有学问,近年来发现年轮还能为冰川学、水文学、地球物理学等方面的研究提供可靠的科学资料呢。

勇敢的植物

海拔四五千米的高山和地球南、北极,气候寒冷,冰天雪地,但在一片白色的世界里,却不乏植物的绿色身影。

这些植物有一个特点,就是身体矮小,甚至一些垫伏植物像垫子一样伏于地上,它们的茎极短,密生着许多分枝,这些分枝和上面的叶子紧贴地面,就凭这副惊人的模样,它们与狂风进行了一次次成功的较量。虽然茎短,但它们的根却很深,一方面固定了自己,另一方面最大限度地吸收养料。

在南、北极,地衣像给荒原披上了一层薄毯,甚至还有一些开花植物,如极地罂粟、虎耳草、早熟禾等。植物的抗寒能力竟这么强!

还有一些植物,却能在“烈火中永生”。我国海南有一种海松,特别耐高温、不怕火烧。这是因为它有独特的散热能力,木质又十分坚硬,所以人们取海松木做成烟斗,长年烟熏火燎也不能伤它一根毫毛。还有常春藤和迷迭香这类植物遇火不燃,顶多只是表面发焦,能阻止火灾蔓延。

落叶松有一层很厚的但几乎不含树脂的树皮,大火很难将其烧透,就算被烧伤,树干还会分泌树胶,盖好“伤口”,防止细菌侵入。因此,一场大火后常常是落叶松的天下了。

植物中的一些种类,真可谓不畏严寒、不惧烈火的勇士了。

植物中的活化石——银杏

在我国的名山大川、古刹残垣,常常能看到一株株参天大树,枝干挺拔,扇形叶片郁郁葱葱,夏末秋初,枝头结出一簇簇如杏子一样大小的果实,剖开后种皮雪白。这种树就叫银杏树,也叫白果树。银杏树的历史,从挖掘出来的化石看,它至少已有3亿多年的历史了。在1亿多年前,由于北极冰川大规模南移,埋葬毁灭了不少当时的物种、以及不少植物种类,当时欧洲和北美洲的银杏就遭到了灭顶之灾。幸好从地形上看,由于中国的山脉大多是东西走向,在一定程度上阻断了北极冰川,因此这种3亿多年前的古老植物才得以保存下来。到了唐朝,银杏传到日本,后来又从日本传到欧洲和美洲。由于银杏有这样悠久的历史和这样不平凡的经历,所以生物学家称它为植物中的“活化石”。

价值极高的低级植物——地衣

地衣约有500个属,26000种左右,它是一种真菌和藻类合作的绿色共生体。这种特殊的构造,使它具有顽强的抵抗力,它依靠这个特殊的本领,广泛分布于全球各地,从南北两极到赤道,从高山到平原,从森林到沙漠,甚至搪瓷、铁器、纺织品上都有它的足迹。许多植物不能生长的地方,它却能安家落户。地衣分布得那么广泛,它的妙用也是多方面的。

中国人自古就把地衣中的松罗用来医治肺病,石耳用来止血或消肿。李时珍在《本草纲目》中记载了石蕊的药用价值,说它有和津润喉、解热化痰的功效。近年来从松萝、石蕊等地衣中提取抗菌素,做成的药膏用来治疗烧伤和外伤,效果比青霉素还要好,而且没有青霉素的副作用。

地衣可以食用。地衣中的石耳一直是名贵的山珍。庐山所产的石耳更是驰名中外。南方的一些城市,把地衣中的扁枝衣和树花,经过草木灰的处理,可作凉菜拌食。不同种类的地衣在世界各国还是土产食品的原料。例如,冰岛人用地衣磨成粉加在面包、粥和牛奶中吃。法国人用地衣制造巧克力糖和粉糕,也有些国家用地衣发酵酿酒。

地衣可以用作饲料。地衣是饲养鹿和麝的良好饲料,特别在寒带、亚寒带地区的国家和民族,在漫长的冬季,驯鹿吃不到杂草、嫩枝、嫩芽,就以地衣作为主要饲料。如东北大兴安岭的鄂温克族和北欧的一些国家和地区,把地衣像割草一样收割起来,作为饲养动物的冬季饲料。据说北欧国家还用一种有毒的地衣作为杀灭狼群的毒饵。

地衣还可以用作化工原料。早在13世纪,希腊和地中海地区的人民就用地衣作为染料了,现今地衣可以作多种染料。地衣中的石蕊,用它制成的试剂,对酸碱度反应灵敏,做成的石蕊试纸,迄今仍是化学工业和实验室常用的测定纸。地衣还可提取芳香精油,作为香精的原料。在法国和南斯拉夫,很多化妆品与香水就是以地衣为原料,很受大家欢迎。我国也开始生产以地衣作为原料的香精。

由于地衣生长缓慢,产量不多,目前各国正在走人工合成地衣中的有效化合物的道路,以使地衣更好地发挥它的妙用,为人类服务。

植物的“自卫”本领

植物没有神经系统,也没有意识,如果受到其他外来物的侵扰,怎么能进行“自卫”呢?可是,科学家们却发现了一些耐人寻味的现象。

1981年美国东北部的1000万亩橡树受到午毒蛾的大肆“掠夺”,叶子被咬食一空。可是奇怪的是,第二年,橡树又恢复了勃勃生机,长满了浓密的叶子,而午毒蛾也不见了踪影。森林科学家十分惊奇,没有对橡树施用灭虫剂和采取任何补救措施,而作为极难防治的午毒蛾又是如何消失的呢?科学家们采摘了橡树叶进行化学分析发现:叶中的鞣酸成分已明显增多,而这种鞣酸物质如被午毒蛾咬食之后,能与其体内的蛋白质相结合,使得害虫很难进行消化,于是午毒蛾变得行动迟缓,渐渐死去或被鸟类啄吃。这个事件说明橡树看来也有“自卫”能力。

在美国的阿拉斯加原始森林中,野兔曾泛滥成灾,它们过多地食用植物根系,啃吃草木,大大破坏了森林植被。正当人们费尽心思而效果甚微,感到束手无策之时,他们惊喜地发现,许多野兔生病、拉肚子而大量死亡,这又是怎么一回事呢?科学家们经过研究发现:森林中曾被野兔咬得不成样子的草木,在长出的新芽、叶子中竟不约而同地产生了一种化学物质——萜烯,使野兔在咬食之后生病、死亡,数量急剧减少,从而保护了森林,这是不是也在证明植物有“自卫”能力呢?

英国植物学家对白桦树进行观察竟发现,白桦树在被害虫咬食后,树叶中的酚含量会大增,而昆虫是不爱吃这种含酚大而营养低的叶子的。不仅白桦树如此,枫树、柳树也有如此本领。不过在害虫离去之后,树叶中的酚含量又会减少而恢复到原来的水平,这是否又证明了植物有“自卫”能力呢?

美国科学家还发现,柳树、槭树在受到害虫的危害后,还能产生一种挥发性物质“通报敌情”,使其他树木也产生抵抗物质。植物的“自卫”还有“绝招”,那就是产生类似于激素的物质,使害虫在吞吃后能丧失繁殖能力。由此可以看出,植物似乎确有一种“自卫”能力,看来人类的确要保护植物,没准哪一天惹怒了它们也要遭受报复的。

善于“武装”的植物

形形色色的植物,裹一身绿装,挂丰硕的果实,时时刻刻吸引了大批动物前来“观光”、“品尝”。似乎植物就要束手待毙了,慢着,植物也有自己坚实的“武装”,跟你拼个鱼死网破,请看:

南美洲秘鲁南部山区生长着一种形似棕榈的树,在它宽大的叶面上布有尖硬的刺,当飞鸟前来“侵犯”,意欲啄食大叶子时,树的“武装”发挥效力了,密布的尖刺使鸟儿轻者受伤,重者死亡。当地人把这种树称为“捕鸟树”,因为他们常常可在树下捡到自投罗网的飞鸟,而吃上鲜美的鸟肉,岂不美哉?

我国南方有种树,别称“鹊不踏”,它的树干、枝条乃至叶柄都布满皮刺,令鸟兽都退而避之;而一种叫“鸟不宿”的树,则是每片叶上都长有三四个硬刺,同样使鸟儿不敢停留。

非洲生有一种马尔台尼草,它的果实两端像羊角一样尖锐地伸出来,且长有硬刺,人们给它起了个令人恐怖的名字“恶魔角”。它就像其名字一样可怕,成熟后“恶魔角”掉在草的附近,如果鹿儿前来吃草,往往会不慎踏上“恶魔角”,痛不欲生。

欧洲阿尔卑斯山脚下的落叶松幼苗如果被动物啃食,便会很快生长出一丛尖刺,一直到幼苗长到动物吃不着的高度,才生出普通的枝条,就这样落叶松“武装”保卫了自己。

仙人掌也是凭着一身尖刺保卫了自己。要不,沙漠里的动物早把它富含水分的茎吃光了。

还有一些植物更为“阴险”,它们没长尖刺,靠着可怕的毒素“武装”了自己,这类植物可真不少,像荨麻有蜇人毒人的刺毛。巴豆的毒素可使吃下它的人腹泻、呕吐,甚至休克、死亡。桃、苦杏、枇杷和银杏的种子含毒,夹竹桃的叶子有毒,皂荚的果实也有毒。

植物正是靠着自己的“武装”保卫了自己绿色的生命,看来,柔弱的植物也不可轻易欺侮啊。

植物为师

有一天,鲁班到山上去砍树,一不小心,被丝茅草划破了手。他觉得很奇怪,一棵小草怎么这样厉害呢?他放下手里的活儿,仔细观察起来。结果,他发现丝茅草叶子边缘上的许多锋利细齿是划破手的元凶。鲁班受到启发,发明了木工用的锯子。

人是地球上最聪明的动物,靠着智慧的头脑和灵巧的双手,造出了种种工具,使自己对世界的征服与改造步步深入,成为万物之灵。但大自然虽然默默无语,却也蕴藏着无穷无尽的智慧,人再聪明,比起动植物身体的巧妙构造来,仍有许多望尘莫及之处。所以,人类就得像木工的祖师爷鲁班那样,虚心向动植物学习,从生物界这个巨大的博物馆中搜寻几乎是无所不有的技术设计蓝图。

1851年,英国的建筑师约瑟打算参加在伦敦举行的世界展览会博览馆的设计竞赛。他很想建造一座辉煌明亮的博览馆,但当时的建筑行业还没有类似的设计可供参考。约瑟把眼光投向自然界,他想到了王莲那巨大的叶片,王莲的叶子又大又圆,虽然不很厚,但叶片下表面的叶脉却向四面八方伸展,彼此连缀成网,使得巨大的叶片不但能浮在水上,还能承受得住一个小孩在上面玩耍。他仔细观察研究了王莲叶脉的构造和整个叶脉的布局后,胸有成竹地完成了博览馆的设计。工程竣工后,拱形的屋顶明亮辉煌,里侧由网格状的架子支撑,结构轻巧,跨度达95米,整个大厅雄伟壮观,人称“水晶宫殿”。

椰子树生长在海边,那巨大的叶片在空中不停地摇摆,遇到飓风和暴雨却很少被折断。为什么它能承受那么强大的压力呢?一方面叶片本身较轻,另一方面它的结构比较特殊。它并不是完全平整的,而是凸起凹下形成一道道波纹。鱼尾葵、蒲葵、油棕的叶子也有这个特点。这种有皱折的叶子与平整的叶子有什么区别呢?科学家用纸做了一个实验:一张纸平展展地搭放在两个相距23厘米的酒杯上,跨越酒杯中间地带的那部分纸略微向下弯曲;把这张纸像折扇那样折叠起来,再放回原位,弯曲就不会出现了。不但如此,把一个装了200克酒的酒杯放到原来弯曲处的纸面上,折扇形状的纸仍不弯曲!后来,科学家们计算出,经过这种折叠压模处理的纸比平展的纸能提高强度100倍。1965年,根据这个原理,法国勃朗峰下的隧道入口处建起了一个类似的保护棚顶,以提高棚顶抗压的能力。波形板、瓦楞纸板和石棉板,也是应用这种原理制作的。

车前草是一种路边草地上常见的小草,近年来却名声大振。原来,建筑师从它身上发现了一个秘密:它的叶子按螺旋形排列,每两片叶子的夹角都是137°30′,这种结构使所有的叶子都能得到充足的阳光。普通的人类住房,总是有的房间阳光多些,有的房间阳光少些。人们根据车前草叶子的排列特点,设计建造了一幢螺旋形的13层大楼,使得一年四季,阳光都能照到每一个房间里。这对人的健康该多么有利啊。

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