植物的“四大系统”

植物体内有什么样的“神经”?植物能否预测灾祸?植物具备辨别方位的定向系统吗?有些植物为什么能追踪太阳光?这些有趣而新奇的问题,属于现代植物行为学的范畴,它是一个奥秘无穷的研究领域,吸引了许多植物学家前去追寻探索,设法解开其中的谜团。

第一,会受麻醉的“神经系统”。谁都知道,病人动手术之前要进行药物麻醉,使神经系统失去应有的敏感性,这样开刀时就不会感到痛苦。最近科学家们发现,植物也有“神经系统”,既然如此,用在人体中的麻药,是否也会使它失去感觉呢?

为了解开这个谜团,法国和德国的几位生理学家,选用乙醚和氯仿等普通麻醉药,对含羞草进行麻醉实验。结果那些“服用”麻醉药的含羞草,不论怎样用手触摸,那原来很敏感的叶片,这时却像着了魔似地无动于衷。过了一段时间后,也许是麻药效果消失,它才重新恢复敏感性。看来植物也会被麻醉,而且在麻醉剂的浓度、麻醉起作用和消退的时间方面,与动物的反应很相似。

后来科学家又发现,许多其他植物也有类似情况。比如一种小蘖属植物的雄蕊有敏感的“触觉”,但经过吗啡处理后,就会变得麻木不仁。还有众所周知的食虫植物捕蝇草,经过乙醚麻醉药的喷洒,虽然知道可口的小虫子已进入自己巧设的陷阶,但却无力合拢“牢门”,只能眼睁睁地瞧着美味佳肴在眼皮下逃生。

植物是怎样被麻醉的呢?植物麻醉过程与动物很相似,它们都是通过细胞膜的离子来传递电冲动。当植物受到麻醉后,细胞膜结构被破坏,“神经”传递就被阻断了。

目前,有关植物麻醉还有许多谜没解开,特别令人不可思议的是,本身充满麻醉剂的罂粟(制造鸦片的植物),为什么不被自己的麻醉剂所麻醉呢?

第二,预测灾祸的警报系统。植物生理学家最近发现,有些植物不仅能对外界变化作出相应反应,而且还具有一套预测灾祸降临的独特本领。

有一位名叫鸟山的日本学者,专门研究植物如何预测地震。他选择合欢树作为对象,用高灵敏度的记录仪器,测量合欢树的电位变化。经过几年的努力,他惊奇地发现,在打雷、火山爆发、地震等自然现象发生之前,合欢村内会出现明显的电位变化和突然增强的电流。例如,他所研究的那棵合欢树,1978年6月10日~11日突然出现极强大的电流,结果6月12日下午5点14分,在附近地区发生了7.4级的地震。10多天后余震消失,合欢树的电流才开始恢复正常。1983年5月26日中午,日本海中部发生了7.7级地震,鸟山教授在震前20多小时,又一次观察到合欢树异常电流变化。实验表明,合欢树能预测地震,具有相当的可靠性,这给我们准确预报地震提供了一条新的途径。

第三,辨别方位的定向系统。人和动物知道上下左右,东西南北,植物也不例外,具有相当精确的定向能力。

美国有一种莴苣植物,它的叶面总是和地面垂直,而且几乎无一例外地朝着南北方向,因此人们把它称作“指南针植物”。指南针植物的叶片为什么会有这种独特的习性呢?有两位植物学家发现,指南针植物只要一遮荫,叶片的指南特性就消失了。因此他们断定,叶片指南一定与阳光密切相关。后来他们又进一步发现,叶片的指南特性对植物生长很有利。因为中午阳光最强烈,垂直叶片的受光面积极小,能大大减少水分蒸腾;而在清晨和傍晚,叶片又可以在耗水少的情况下进行较多的光合作用。这样,指南针植物能在干旱的环境条件下,得到较好地生长。

好多年前,曾有人提出一个古怪的问题:植物的根为什么只朝地下生长?这个问题看来很简单,但要仔细回答还真不那么容易。最近,几位美国科学家为了解答这个问题,对玉米、豌豆和莴苣的幼苗进行了专门的研究。他们发现,植物根冠的细胞壁上积累着大量的钙,尤其在根冠的中央区密度最大,因此他们认为,除了地球重力场的影响外,钙对控制植物的根向地面生长,起着至关重要的作用。

关于植物方位定向能力的例子举不胜举,只要留心,你也一定会发现许多这方面的有趣现象。