钱之广
全世界已知的植物有40万种。尽管它们随时面临着微生物、动物和人类的巨大破坏力,却郁郁葱葱、姹紫嫣红,占据着地球的每个角落。植物虽属草木,但并非是任凭摧、食之辈,经历过漫长进化之路而繁衍至今的植物,不仅有着抗御不利环境的非凡能力,而且还有各种神奇的求生本领。
傲霜拒雪
寒风凛冽,大地冰封。旷野里,昔日绿草如茵、鲜花馥郁的盎然生机已被银装覆盖,繁华一时的树木,此刻多已脱下绿袍,存下光秃秃的树枝,随风摇曳。生命似乎随着严寒而就此凝固了。然而我们无须为这担忧,这些景象,正是植物抵御严寒的巧妙手段。植物虽不能像动物那样,在隆冬季节增添羽毛、加厚皮下脂肪,甚至躲入地洞来躲避严酷的自然环境,但在长期的自然选择中,都已形成了种种抗御寒冷的特殊本领。
一年生的植物,在寒冷到来之前,就已开花结实,以耐寒力极高的种子来经受严寒的考验。生长在帕米尔高原的罗合带,每年当六、七月份刚有暖意,便匆匆发芽生长,过了一个月,当它才长出两三根蔓条,便赶忙开花结果,结束了短暂的一生。多年生草本植物,在冰霜降临时,有的地上部分枯死,而以埋在地下鳞茎、块茎或根来过冬;有的靠根部收缩,将茎芽拉入土中埋起来。在北极地区生长着一种叫顶冰花的植物,在冬季就能在厚厚的“雪被”之下开始发芽、长叶,美丽的花朵含苞待放。当天气稍有转暖,它就破冰而出,迅速地开花,结籽,落叶,毫不迟疑地完成它的生命过程,并以地下鳞茎保存到第二年。那些多年生树木,随着日照变短、气温下降,逐渐形成较多的脱落酸,并输送至生长点,抑制茎的伸长和促使叶子脱落,开始形成休眠芽和保护组织,如玉兰和木兰的休眠芽外,被两枚笋壳般的鳞片紧紧地包着,鳞片坚韧厚实,上面绒毛密生,仿佛披在芽上的皮外套,足以抵御刺骨的寒气。
随着气温的下降,植物体本身会发生一系列的生理和生化变化:植株含水量变小,呼吸逐渐减弱,以减少能量消耗;保护物质随之增多,细胞液的浓度提高,冰点因而降低;细胞膜透水性增高,发生一定程度的质壁分离,细胞结构因此更趋稳定。由于上述变化,在一般寒冷情况下,植物的细胞不至于结冰。当气温进而降到细胞液的冰点以下时,植物也能应付,其方法是,先在物质浓度较低的细胞间隙和质壁分离空间内结冰。由于冰晶的中心作用,逐渐吸收原生质体内的水分,原生质因失水而体积变小,浓度更高。一旦温度回升,冰晶融化,水分被原生质体吸收,细胞就恢复到原来正常的生活状态。植物就是凭借本身细胞内的适应性变化,抗拒了严寒的侵袭。
植物不仅有巧妙的防寒生理结构,还练就了一身适应严寒的特殊本领。生长在北冰洋沙岸上的海风铃草,为了避免寒风的袭击,厚厚的叶片和粗短的茎紧密地排成垫褥状,玫瑰色的花朵丝毫也不想显露它的容姿,隐埋在垫褥层中,因为垫内可保持均匀而稍高的温度。黑鱼鳞松就本性而言,是一种直立的高大乔木,但在北极地区的丘坡上,却习惯于紧贴地面蔓延生长,树枝和松针也不再讲究艺术造型,而是尽量地成簇依靠,同舟共济。生长在“世界屋脊”——青藏高原的雪莲花,身披浓密柔软的茸毛,能对着皑皑白雪绽放出紫红色的花朵。
许多植物为了避免严寒对开花、结籽的不利影响,完全靠无性繁殖来传宗接代。北极的鞭索虎耳草,在繁殖时可伸出六支匍匐茎,茎端长有新叶,会长出不定根,成为新的植株。更为有趣的是,有的植物还能依靠睡眠来提高抗寒能力。如红花菜豆的叶片在晚间竖立,呈睡眠状态,经科学家研究证实,睡眠的植物能提高叶片的温度,生长速度快,具有更强的生存能力。
植物中还有不少傲视严寒的“勇士”。阿尔泰山的银莲花,能在零下10℃的环境中,从很厚的冰雪缝中钻出嫩芽。松树的松针在零下20℃还能呼吸。杜鹃的越冬花芽细胞在零下30℃依然不会结冰。红日藻在零下34℃时,在白色如银的雪地上发育健壮。西伯利亚的辣根菜在零下46℃的低温下含苞吐艳。令人吃惊的是,科学家用人工控制的方法,把白桦放在逐步低温的环境里,它能经受零下195℃,而地衣竟能忍耐零下248℃的低温!
避旱妙策
水,乃万物生长之源。然而在我们生活的地球上,大自然对水的“分配”似乎很不公平:既有浩瀚的大海,无数的江河湖沼,又有“水贵如金”的沙漠,终年无雨的炎热地区。干旱对植物生长固然不利,但并不是生命的禁区。有些植物在自然选择的过程中,形成了种种避旱妙策。