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生理学家和解剖学者,为了深入研究头盖骨的结构特征,曾经用尽了各
种方法要把它完整地分开,但都没有成功。
后来有个人,受了种子被压在石块下面而顽强钻出石块的小草的启发解
决了这个难题。植物种子的力量既然这么大,可不可以用它来剖开头盖骨呢?
他认为这是可能的,于是他就把一些植物的种子放在头盖骨里,配合了适当
的温度和湿度,使种子发芽。发芽后的种子,就产生了足够的力量,它竟然
钻到头盖骨几乎密不可分的缝隙里,使劲地往出钻,往出长。这样,一切机
械力量所不能做到的将骨骼自然结合分开的事情,小小的种子办到了。它不
仅把人的头盖骨分开了,而且解剖得脉络清楚,从而解决了人们研究头盖骨
的一大难题。
根的种类
不同植物的根,形态不一样。
不知你见过大豆、棉花、苜蓿的根没有?它们的中间有一条又粗又大又
长又直的根,称主根,很容易找到,在它上面又长出有许多杈杈。主根是种
子萌发时,首先冲破种皮伸出来的白嫩的胚根发育成的,也就是说,现在莱
市场上随处可见的黄豆芽、绿豆芽,把其埋在土壤中继续生长发育,就能形
成黄豆或绿豆植株的主根,上面的杈杈叫做侧根。
像这类能分出主次的根叫直系根。
但是玉米、小麦、水稻的根就很难分出主次根来,看起来像白胡子老头
的一蓬胡须,粗细、长短相差不多,这样的根是怎么形成的呢?原来这类植
物的种子萌发时,胚根很早就枯萎,只发育出大丛的须根,其实是从茎的基
部产生出的不定根。这类根叫须根系。
还有一些植物的根,是变态根,跟上面的两类根完全不一样,功能也起
了变化,例如各种萝卜,它们本身就是植物的主根,这种主根变得多肉、肥
大,里面贮藏了大量的水分和营养。萝卜的营养非常丰富,被誉为“小人参”。
秋海棠的叶子插进土壤里就会长出根来。像这种从枝或叶上长出的根叫
不定根。它不是从主根或侧根上生出的根。
常言说:“独木不成林”。独木真的不能成林吗?西双版纳森林里的大
榕树,树冠非常庞大,枝干向下生出许多不定根垂到地面,入土后逐渐发育
成枝干那样粗的支持根,支持着那庞大的树冠。其中有一棵大榕树的支持根
形成的“树林”占地竟达 6 亩。世界最大的一株榕树产在孟加拉,其支持根
支持的树干可覆盖 15 亩左右的土地。这是多么奇特的“独木成林”自然景观
啊。
还有一种根和土壤中的微生物生活在一起,那是长根瘤的根和菌根。
有一种植物很特殊,它吸附在其他植物体上,吸收别的植物养料,像兔
丛子,它没有叶,它的茎顶尖旋转缠绕到其他植物体上,它的茎上面长出一
个小“疖”,刺到别的植物体的茎或叶中,掠夺别的植物的营养和水分,导
致别种植物的死亡,真是软刀子杀“人”不见“血”。这个小“疖”称假根,
是一种寄生根。
根之力
纤纤弱弱的植物根,生长在坚实大地的怀抱之中,令人不可思议,柔软
的根是怎样钻到土地里面去的呢?
原来根在自己的头上(根尖)戴了一顶“帽子”,当然是细胞做成的,
叫根冠,帽子里面是有增生新细胞能力的总部,叫做分生组织,总部的细胞
迅速分裂,细胞数目急剧增多。这样根渐渐生长,不断在土壤内深入。在根
的生长过程中,根冠始终作为根的“开路先锋”,保护着幼嫩的新生的细胞。
由于在前进中,沙石土粒的碰撞,使根冠不断被磨损,不断地剥落,根冠一
直分泌粘液,使土壤变得润滑,便于根的延伸。与此同时,分生组织又随时
派遣一部分细胞制造出新的“帽子”——根冠,代替剥落、磨损了的根冠,
严密地保护着分生总部,真可谓“前仆后继,永往直前”。
这个推动根前进的动力区(分生组织)并不大,它始终是根冠后面的薄
薄一层,总共才有 2~3 毫米。
根生长的第二个力量,是在根分生组织后面的延长部,又叫伸长区,这
部位细胞最初呈球形,后来渐渐伸长成圆柱状。细胞共同伸长的力量很大,
它们共同形成的撑力迅速增长了根的长度。
伸长区之后是根毛区,这部分细胞渐渐分化成不同形态和功能的细胞,
然后各司其职,各行其事,这种变化也起到延长根的效果,成为推动根深入
土壤的第三个力量。
根的分生组织、伸长区、根毛区的细胞分裂、细胞延长的力量便是不可
阻挡的生命力量,就是这种力量使纤弱的根克服硬土的阻挡,而伸展于大地
之中。
植物的“嘴巴”
植物也有嘴巴吗?当然,植物若没嘴巴,一颗小小的种子怎么能够长成
参天大树呢?那为什么看不见呢?一个原因是植物的嘴巴非常秀气,比“樱
桃小口一点点儿”还要小上千倍百倍;另一个原因是植物的嘴巴是藏在地下
的,自然就难以看到了。不信?你看:
1648 年,比利时科学家海尔蒙特把一棵 2.5 千克重的柳树苗栽种到一个
木桶里,桶里盛有事先称过重量的土壤。在这以后,他只用纯净的雨水浇灌
树苗,为了防止灰尘落入,他还专门制作了桶盖。5 年过去了,柳树逐渐长
大了。经过称重,他吃惊地发现,柳树的重量增加了 80 多千克,土壤也减少
了不到 100 克。
那么减少的 100 克土壤到哪里去了呢?显然是被植物体给“吃”掉用于
自身的生长了。
生活在土壤中的是植物体的根,植物体是靠根来“吃东西”的,那么主
要是靠根的哪部分来“吃”的呢?植物是靠根毛区的根毛来“吃东西”的。
根毛是根毛区的外层细胞即表皮细胞产生的一种特殊结构,是由幼根尖
端的表皮细胞向外突起产生的。
根毛样子像什么呢?把它放在显微镜下看看,简直像从细胞外壁伸出来
的外端封闭的瓶子。
根毛的长度由 0.15 毫米到 1 厘米,直径为百分之几毫米。在形成根毛的
吸收表皮上,布满一层胶粘的物质,能把根毛和土壤胶粘在一起,这是因为
许多植物的根毛壁都含有一种胶质,所以若是把一株苗从土壤中拔出来,常
常会看到被根毛紧紧缠绕住的土块。
那么,植物的根上有多少根毛呢?多极了,每平方毫米上都有数百条根
毛,有的能达到 2000 多条。
每一条根毛就相当于一张“嘴”,这张“嘴”长得奇特,因而“吃”起
东西来也特别。
一般来说,一株玉米从出苗到结实所消耗的水分,要在 400 斤以上;要
生产 1 吨小麦籽粒,植株需要 1000 多吨水,那么水是怎样进入到植株体内的
呢?
植物体是靠根,准确地说是靠根毛,像吸管一样吮吸土壤里的水,但是
这与婴儿吮吸母奶可不大一样,因为婴儿吮吸的力量来自婴儿本身,根毛吮
吸的动力来自两方面:当根内细胞液的浓度与土壤里水的浓度有差值,而且
是细胞液的浓度必须大于土壤溶液浓度时,根毛才能顺利地把水吸收到细胞
内,进入植物体,否则将出现相反的情况。植物体在获得水分的同时,也获
得了溶解在水中的无机盐和有机物,保证植物生命活动的需要。
看,奇特的“嘴”的吃法当然也是与众不同的,它靠的是浓度差的力量
或者说是根压的力量,把水吸入到体内的。
繁忙的茎
当我们在林中悠闲地散步或者风驰电掣般地穿行公路时,静静地矗立在
旁边的树体内也在忙碌地进行着各种活动:从根部吸收的水分及其无机盐要
运送到叶部;叶部光合作用产生的有机物也要运送到根部和植物体的其他部
位。那么连接根与叶的是茎,物质在茎内是通过什么进行运输的呢?
我们把一条带叶的杨树枝放在水里切断,然后迅速地移到滴有几滴红墨
水的水里,在阳光照射下几个小时之后,再把枝条横向切断,这时观察一下
断面,我们会看到断面上有殷红的斑点,再把枝条纵向剖开,会看到茎的剖
面上有一条红色细纹。
这红色的细纹是植物体内水分的运输路径,这条路由根部开始,经过茎,
再一直通过叶脉到达叶子各部分。在叶子里就是看得见的纵横交错的叶脉。
如果我们很细心的话,注意一下周围的树木,会惊奇地发现,有的树木
的枝条由于树皮被破坏了一圈,在失去树皮的上方形成瘤状物,枝条的下部
时间一久便枯死了。
原来在植物的茎内有两条“公路”:一条在韧皮部,是由一串串筛管上
下连接而成的,它的运输方向是由上往下,即把叶子制造的营养物质运输到
根部或其他部位,另一条路线在木质部,它是由叫做导管的细胞上下连接而
成,它的运输路线是由下往上运输,也就是说,把根部吸收的水分和无机盐
运送到叶部等。
组成导管的导管细胞由于细胞核、细胞质和横壁都消失了,上下彼此连
接形成中空的长管,水分在里面可以畅流无阻,加上叶部蒸腾拉力作用和水
分子之间的吸引力,水和无机盐可以源源不断地向上运输到植物体的各个部
分,可真是与俗语“水往低处流”成了反照。水在导管中的输导速度是很快
的,速度最快的为每小时 45 米,最慢的每小时也有 5 米,一棵草 5~20 分钟
就能把水输导到顶端,高达几十米甚至上百米的树木,茎的输水能力就更大
了。有人统计过,落叶树 1 平方厘米的木质横切面上,1 小时可通过水量 20
立方厘米。
运输有机物的筛管由于横壁仍然存在,但横壁上出现很多的孔,通过孔
上下筛管连通形成有很多“关口”的公路,运输速度也是很快的,大约每小
时 0.7~1.1 米。叶制造的有机物 30~60 分钟就可运送到根部。
所以植物体内的两条“公路”是很繁忙的,运输量也是很巨大的。
植物“腰身”粗细的秘密
放眼我们周围的世界,看看挺拔而直指天穹的秀丽白杨,婀娜多姿的垂
柳,迎着微风频频低头的小草,让人有一种直抒胸臆的温柔感。大树之所以
挺拔,小草之所以迎风不倒,是因为它们都有坚强的脊梁——茎。植物的茎
大都生长在地面上,负载着繁茂的枝叶、花、果实,还要抵挡风雨侵袭,因
此,植物的茎具有强大的支持、抗御的能力。因此,茎的外形,大多数呈圆
柱形。但有些植物的茎却呈三角形,如莎草;方柱形,如蚕豆、薄荷;扁平
柱形,如昙花、仙人掌,所以貌看植物的茎单一,实际上也是变化多端的。
生长在地中海西西里岛埃特纳山边的一棵大栗树,恐怕是世界上最粗的
树。它树干的周长竟有 55 米左右,要 30 多个人手拉手才能围住,树下部有
大洞可供采栗人住宿或当仓库,传说它能容纳“百骑”而得名。美国加利福
尼亚有一棵被叫做“世界爷”的巨杉,茎干粗大,若从树下开一个洞,可以
让汽车或 4 个骑马的人通过,它的树桩,甚至可以当做舞台用。然而,我们
常见的路边的小草,却是高不盈尺,茎细得只有几毫米。
那么,茎的粗细是由什么来�