五、令人咂舌的植物撷趣（24）

    近年来，在科学家的努力下，让人们了解了不少有关树木年轮的秘密。但是，这其中还有许多问题没得到解决，尤其是在如何利用年轮来帮助人类推测和预测未来气候方面，还需要做更进一步的研究。

    决定植物生长方向的神奇力量

    达尔文说，物竞天择，适者生存。那自然不管是动物还是植物，都会或者都要学会去适应。对于植物而言，它对周围环境的适应，最奇妙的莫过于它的生长方向，比如，向日葵总是围着太阳转，又如从一粒小小的植物种子的萌发开始，它就知道根应该往地下长，而茎干则伸向天空。这是一个极为普通的现象，可植物为什么会这样呢，它怎么会懂得“上”和“下”的概念呢？到底是谁在控制它根朝下、茎向上的生长方向呢？

    英国著名生物学家达尔文，早就对向日葵围绕太阳转的现象产生了兴趣。他很想知道其中的秘密，于是就做了一系列实验，其中有个实验很简单，但也很能说明问题。达尔文在房间里培育了花草、当幼苗从盆中破土而出后，都会朝着透光的窗子那边倾斜，很显然，光线对植物的生长方向大有关系。达尔文感到很奇怪，植物的向阳生长究竟受什么控制？

    凭着直觉，达尔文觉得这种奇怪的东西可能就在植物的顶芽附近。于是，达尔文就把幼苗的顶芽削去一块。果然，情况完全变了，幼苗虽然还是朝上长，但再也不会弯向太阳光方向了。这个实验使达尔文相信，在幼苗的顶端，肯定有一种神奇的物质在操纵植物的生长方向。很可惜，在当时的研究条件下，还没等达尔文发现，他就去世了。

    在达尔文之后，关于植物生长方向的研究一直没有停止，最后终于在1926年找到了这种奇怪的物质——生长素。发现者是美国植物生理学家弗里茨·温特，他做了一个颇能说明问题的实验。他使植物的胚芽鞘一面受光照，另一面对着无光的黑暗处。结果，胚芽鞘的生长发生了有趣的变化，渐渐地朝着有光的方向弯曲。后来，温特对胚芽鞘做了特殊的处理，从中分离出一种化合物——植物生长素。这种植物生长素具有促使植物生长的功能，由于生长素对光的反应很敏感，所以胚牙鞘受到遮阴的部分生长加快，而受光部分则由于缺少生长素而生长较慢，结果导致了弯曲发生。于是温特认为，植物的茎或叶片的弯曲完全是由于生长素在组织内的不对称分布而造成的。

    如此说来，植物的向光性生长是由生长素控制的，那么，它又是怎样懂得“上”和“下”的概念呢？又是由什么力量促使它选择根朝下、茎朝上的生长方向呢？科学家们首先想到的是重力，他们从物理学想到，地球的引力一定是影响植物生长方向的重要因素。自从温特发现植物生长素的秘密后，很多科学家投入到这一研究领域。正当大家都把注意力集中在植物生长素身上时，美国俄亥俄州州立大学的植物学家迈克尔·埃文斯，提出了一个崭新的理论。他认为，无机钙对于植物的生长方向起着举足轻重的作用。因为他在研究中发现，植物在弯曲生长过程中，无论是根冠下侧部位，还是芽的上侧部位，都存在着高含量的无机钙。那么，无机钙又是如何使植物辨别方向的呢？

    迈克尔·埃文斯解释说，因为根冠有着极为丰富的含淀粉体的细胞，而淀粉体就会把其内部的钙送到根冠下侧。这时，如果用特殊的实验手段去阻止钙的移动，植物马上就会表现出不按正常的方式去生长。同样，植物的芽虽然没有冠部，但也含有丰富的淀粉体，淀粉体也能将其内部的无机钙送到上侧的细胞中，由于细胞的上端和下端之间，有不同的电荷，两端电荷的不一致引起细胞极化。结果，大量被极化的细胞排列在一起，总电荷就很强，足以能吸引任何相反电荷的钙原子，驱使它们在体内移动，引导植物的茎干总是向上生长，根朝下生长。这些事实显然说明，无机钙对植物生长方向有着不可忽视的重要作用。

    植物的生长方向由谁控制，这种神奇的力量取决于什么，是植物的生长素还是无机钙？又或者是兼而有之？目前，还没有形成一个定论，依然是一个有待于探索的谜。

    植物的光合作用

    如果有人问：地球上的生命自从地球诞生的那一刻起，历经几十亿年而生生不息，靠的是什么？你一定会脱口而出，当然是水和氧气。不错，或许有人接着会问：环绕地球的大气层中的氧气蕴藏量是有一定量的，会不会有一天氧气被地球上的生命都吸光了呢？其实，我们大可不必杞人忧天，别忘了我们地球上还有一个庞大的制造氧气的“工厂”，这就是覆盖着地球表面的绿色植物，绿色植物有一种特殊功能，那就是吸收二氧化碳，而呼出氧气，也自然就是能制造氧气的加工厂。而这一切都是因为植物的光合作用，那这光合作用又是怎么回事呢？

    大约在四十六多亿年前，地球诞生了，过了十多亿年，从绿色植物出现在了地球上的那一天起，它们就一直进行着光合作用，它们利用自身叶片中存在的叶绿素，吸收光能，把从空气和土壤中汲取的二氧化碳和水，制造成含有能量的有机物，并释放出氧气，这一生物学过程，后来被称为“光合作用”。可虽然光合作用是一直存在的，但却并不是从一开始就被人们发现的，这里面还有一大段的路要走，要探索。</p>

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