植物的秘密(科普小知识:植物的秘密生活)

将乐信息网 http://www.jianglexinxi.cn 2021-03-22 14:52 出处:网络
如下介绍的植物的秘密(科普小知识:植物的秘密生活),在接下来的文章中,我将介绍。植物的秘密

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这篇《科普小知识:植物的秘密生活》是为大家整理的,希望对大家有所帮助。以下信息仅供参考!!!

植物之间存在着复杂的物质和信息交换网络,研究这个网络有助于人类更好地管理大自然,并提高农业生产的效益。
虽说动植物都是人类的朋友,但人们似乎更喜欢养宠物,因为人们相信自己能猜出宠物的心思。植物则不然,它们没有人类熟悉的信息传递方式,我们对它们了解甚少,不知道它们生活得怎么样,到底在想什么。
就拿我们平时最常见的行道树来说,它们的日子过得好吗?除了按时浇水,定期施肥,它们还需要我们做什么?这个问题很难回答,一旦我们发现它们需要什么,往往就意味着它们已经病入膏肓了。
让我们换一种思路来理解。想想看,野生植物的生存状态和城市里的人工植物有何不同?去真正的原始森林里走一趟你就会明白两者的差别还是很大的。野生状态下任何一棵树都不会是单独生长在那里的,它的周围肯定会生长着很多同种或者不同种的树木,还会有野草、藤蔓和各种昆虫与之相伴。也就是说,在自然状态下每棵树都必须和周围的动植物发生关系,它们之间的物质和信息交流肯定极为密切。但是,这种交流通常发生在分子层面,肉眼是看不到的,必须借助科学实验才能窥探到植物的秘密生活。
这种实验难度很高,因为自然状态下的植物密度大,物质传递的路线极为复杂,如何才能跟踪这些物质的传递呢?这就需要请出放射性元素。日本的核电站事故让我们意识到了放射性泄漏的危险,但其实放射性元素是研究植物通信的方式,因为带有放射性的元素其化学特征没有变化,科学家可以利用其放射性追踪它的路径。加拿大不列颠哥伦比亚大学的植物学家苏珊娜 西马德博士便利用放射性碳14作为标记物,发现水分和养料通常会从健康状况良好的植物流向身体较弱的植物,好像植物懂得帮助弱者似的。她用这个方法研究了道格拉斯冷杉,发现成年冷杉会通过根系将营养成分传递给同种的幼衫,帮助它们生长。
营养成分的传递靠的是生活在土壤中的微生物,它们帮助植物吸收养分,传递信息,以此来换取植物提供的能量。这是一种典型的共生关系,事实上每棵树的根系都是一个错综复杂的生态系统,行道树缺的就是这个。
植物可以依靠信息传递来识别亲友,最早发现这一点的是加拿大麦克马斯特大学的植物学家苏珊 达德利博士。她和同事们研究了美洲海南芥的生长情况,发现如果一株海南芥单独生长的话,它的根系扩张便进行得毫无限制,对营养物质的吸收也是竭尽全力。但如果是一群海南芥长在一起的话,它们便会互相谦让,仿佛知道和自己竞争的是兄弟姐妹。
进一步研究发现,海南芥是通过根系分泌物来识别对方的。这种分泌物中包含的糖分、蛋白质、氨基酸、类黄酮、苯酚和有机酸等化学物质都可能被用来传递信息。
植物之间的信息传递还能够用来协调防卫机制。美国科罗拉多州立大学的植物学家阿曼达 布罗兹博士曾经研究过虎杖(一种紫菀科植物)的防卫机能,她用人工方法模拟害虫的进攻,如果实验对象的周围长着一群虎杖,它便会分泌出植物毒素来阻止害虫的进攻;如果实验对象的周围生长着一群其他植物,那么它便不加理会,把防卫害虫的重担交给异类。
分泌植物毒素需要消耗能量,所以狡猾的虎杖不到万不得已的时候是不会这么做的。布罗兹认为虎杖之所以是一种公认的极厉害的入侵植物,就是因为它们总是协调起来一起行动。一旦虎杖侵入某个适宜生长的地区,那么在很短时间内它便会取代该地区原有的植物,成为新的霸主。
科学家们之所以热衷于研究植物的秘密生活,并不光是为了满足自己的求知欲,这项研究有助于农民提高产量,降低成本。大家都知道,现代农业的特征就是单一品种种植,这是和野生状态截然不同的一种生活方式,很可能出现这样那样的问题。科学家们希望搞清植物共生的秘密,让农作物更加健康。
南美洲的玛雅人就很会利用这一点。他们在同一块地上种玉米、豆子和青南瓜,而且一定要按照次序来种,即先种玉米,等玉米茎秆长成后再种豆子,茎秆刚好为豆苗提供了攀爬的支柱,而豆子则通过根瘤菌固氮,为玉米提供养分,最后再种青南瓜,让匍匐在地的南瓜叶子挡住盛夏的阳光,保持土壤水分,度过南美洲漫长的旱季。
这种种植方法听上去很完美,但肯定会增加农民的劳动量,也不利于机械化作业,不可能大面积推广。如果科学家搞清楚3种植物各自的功能,并加以模仿的话,就能趋利避害,达到同样的目的。事实上,地膜完全可以替代青南瓜叶片,木头支架可以代替玉米茎秆,惟一无法替代的是根瘤菌,只能用氮肥来弥补。科学家们正在加紧攻关,希望有一天让根瘤菌生活在非豆科植物的根须上。

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