动植物奥秘

植物耐寒之谜

当严寒到来,许多动物都加厚了它们的皮袍子,深居简出,或者干脆钻到温暖的地下深处去睡觉的时侯,不少植物却依旧精神抖擞地屹然不动,若无其事地伸出它那绿油油的叶子,好像并没有感觉到严寒的来临。

难道植物当真麻木不仁,对寒冷完全无动于衷吗?不!过度的寒冷一样可以将植物冻死。比如,当植物细胞中的水分一旦结成冰晶后,植物的许多生理活动就会无法进行;更要命的是,冰晶会将细胞壁胀破,使植物遭致杀身之祸。经过霜冻的青菜、萝卜,吃起来不是又甜又软吗?甜是因为它们将一部分淀粉转化成了糖,而软就是细胞组织已被破坏的缘故。

不过要使植物体内的水分结冻,并不太容易。比如娇嫩的白菜,要在摄氏零下十五度才会结冰,萝卜等可以经受零下二十度而不结冰,许多常绿树木,甚至在零下四五十度还依然不会结冰,秘密何在呢?

如果说,粗大的树木可以用寒气不易侵入来解释,那末,细小的树枝和树叶,娇嫩的蔬菜,何以也不易结冰呢?白菜、萝卜、番薯等遇上寒冷时,会将贮存的部分淀粉转化为糖分,植物体内的水中溶有糖后,水就不易结冰,这也确是事实。但如果我们仔细一算,就知道这并不是植物耐寒的主要理由。要知道,一千克水中溶解一百八十克葡萄糖后,水的结冰温度才会下降一点八六度,即使这些糖溶液浓到像糖浆一样,也只能使结冰温度下降七至八度。可见一定另有缘故。

原来植物体内的水分有两种,一种为普通水,还有一种叫结合水。所谓结合水,按它的化学组成而言,和普通水并无两样,只是普通水的分子排列比较凌乱,可以到处流动,而结合水的分子,却以十分整齐的队形排列在植物组织周围,和植物组织亲密地结合在一起,不肯轻易分开,因此被叫做结合水。有趣的是,化学家发现结合水的脾气,和普通水大不相同,比如普通水在摄氏一百度沸腾,零度时结冰,可是结合水却要高于一百度才沸腾,比摄氏零度低得多的温度才结冰。冬天,植物体内的普通水减少了,结合水所占的比例就相对的增加。由于结合水要在比摄氏零度低得多的温度才结冰,植物当然也就比较耐寒了。

植物吃动物之谜

在我国的云南、广东等南方各省,你可以见到一种绿色小灌木,它的每一片叶子尖上,都挂着一个长长的小瓶子,上面还有个小盖子。这小瓶子的形状很像南方人运猪用的笼子,所以人们给这种灌木取了个名字,叫猪笼草。奇妙的就是这个小瓶子。猪笼草的瓶子内壁能分泌出又香又甜的蜜汁。贪吃的小昆虫闻到甜味就会爬过去吃蜜。也许就在它吃得正得意的时候,脚下突然一滑,一头栽到了小瓶子底上。小瓶子里贮有粘液。昆虫被粘液粘住了,就再也爬不出来。于是猪笼草得到了一顿美餐。

用瓶状的叶子捕食虫类的植物很多,在印度洋中的岛屿上就发现将近40种。那些奇怪的瓶子有的像小酒杯,有的像罐子,还有的大得简直像竹筒,小鸟陷进去也别想飞出来。

夏天,在沼泽地带或是潮湿的草原上,常常可以看到一种淡红色的小草。它的叶子是圆形的,只有一个小硬币那么大,上面长着许多绒毛,一片叶子就有二百多根。绒毛的尖端有一颗闪光的小露珠,这是绒毛分泌出来的粘液。这种草叫毛毡珠,这是绒毛分泌出来的粘液。这种草叫毛毡苔,也是一种吃虫的植物。如果一只小昆虫飞到它的叶子上,那些露珠立刻就把它粘住了,接着绒毛一齐迅速地逼向昆虫,把它牢牢地按住,并且分泌出许多粘液来,把小虫溺死。过一两天,昆虫就只剩下一些甲壳质的残骸了。最奇妙的是,毛毡苔竟能辨别落在它叶子上的是不是食物。如果你和它开个玩笑,放一粒砂子在它的叶子上,起初那些绒毛也有些卷曲,但是它很快就会发现这不是什么可口的食物,于是又把绒毛舒展开了。

与毛毡苔相似的食虫植物很多。在我国江苏、浙江一带,有一种喜欢生长在树荫下的小植物,叫茅膏菜,也是用叶子捕食昆虫的。在葡萄牙、西班牙和摩洛哥沿海地带,有一种植物叫捕虫花,它的叶子反面有一层密密的绒毛,也能捕捉昆虫。有一次,有人在一株捕虫花的叶子上竟找到235个昆虫的残骸。

还有一种和毛毡苔同属的植物,叫孔雀捕蝇草。它是十八世纪中叶在美洲的森林沼泽地里发现的,由于长得美丽,人们给它起了这样一个漂亮的名字。孔雀捕蝇草的叶子是长形的,很厚实,叶面上有几根尖尖的绒毛,边缘上还长着十几个轮牙。每片叶子中间有一条线,把叶子分成两半。昆虫飞来的时候,触动了叶子上的绒毛,叶子马上齐中线折迭起来,边缘上的轮牙一个间一个地咬合在一起,咬得牢牢的,然后分泌出粘液来把昆虫消化掉。昆虫被吃完了,叶子又重新打开,等待新的食物。

1851年,在美国西部加利福尼亚山脉的沼泽地带,还发现了一种很大的食虫植物,名字叫达尔利克多尼亚。它从地下直接生出一束管筒,有一米多高,管筒的口上还戴着一顶盔形的帽子,管里贮满了有毒的粘液。贪玩的小鸟和昆虫到里面去捉迷藏,一失足就送掉了性命。

还有些吃虫植物生长在水中。北京颐和园的池塘里有一种叫狸藻的小水草,它的茎上有许多卵形的小口袋,口袋的口子上有个向内开的小盖子,盖子上长着绒毛。水里的小虫游来触动了绒毛,小盖子就向内打开了,小虫一游进小口袋,就再也出不来了。

这些植物一没有牙齿,二没有胃,怎么能吃掉昆虫呢?这里有个秘密:不管是猪笼草的瓶子,还是毛毡苔的绒毛,它们分泌出来的粘液都和动物的消化液差不多,含有胃蛋白酶和胰蛋白酶,能够分解小动物体内的蛋白质。许多试验证明,这些吃虫植物的消化能力几乎赶上了动物的胃。德国植物学家刻涅曾经观察过猪笼草怎样吃蜈蚣。一条蜈蚣的前半身陷进小瓶子里去了,后半身还在外边,但是它没能逃出来,因为它的前半身浸在粘液内,很快就变成白色了。可见猪笼草的消化力有多强。如果你把一小块煮熟的蛋白放在毛毡苔的叶子上,几小时后,蛋白就变形了,过了几天,蛋白就完全被吃光了。吃虫植物还有个怪脾气,就是不喜欢吃油脂。如果你给毛毡苔一小块肥肉,肉里的蛋白质不久给吃光了,油还留在叶子上。吃虫植物对于淀粉,对于味道甜或酸的食物,也不感兴趣。

氮,是构成叶绿素的重要成分。植物需要的氮,主要是来自土壤。可是有些地方,比如酸性的湿地和沼泽地带,土壤中含的氮就极少极少。生长在那里的植物,就得从其他方面来取得它们所必需的氮,来适应这缺乏氮的生活环境。毛毡苔生长在沼泽地带,茅膏菜生长在潮湿的地方,那些地方的土壤中都缺少氮。这些植物经过许许多多年的变化,吸收氮的功能变得更强了,逐渐产生一种完整的捕虫器官,能够分泌出一种粘液来消化昆虫体内的含氮物质,满足自己对氮的需要。这样就出现了吃虫的植物。