文少 聰
“山僧不解數(shù)甲子,一葉落知天下秋?!毕奶爝^后的陣陣秋風,讓片片黃葉在風中漫舞,紛紛投向大地的懷抱。正如這句唐詩所演化出的成語“一葉知秋”那樣,人們透過片片樹葉的凋落,仿佛聽到了秋天漸近的腳步聲。為什么許多樹木一到秋天就會落葉呢?追根究底還得從植物的生理特征說起。
樹木從土壤中吸取水分和養(yǎng)分,同時它的體表(主要是葉子)會將多余的水分以水蒸氣的形式彌散到大氣中,這就是樹木的蒸騰作用。這種蒸騰作用不僅受到外界環(huán)境的影響,還受到樹木自身的調(diào)節(jié)與控制。
蒸騰作用作為樹木體內(nèi)吸收和運輸水分的主要動力,好比開足了馬力的抽水機,一個勁地把根系所吸收的水分往高處輸送。如果沒有蒸騰作用,植株較高的部分也就無法獲得生存所需要的水分和養(yǎng)料。
蒸騰作用還能降低植物葉片的溫度。當陽光照射到葉片上時,大部分能量會轉(zhuǎn)變成熱能。如果沒有降溫的本領(lǐng),葉片就有可能被灼傷。
我們知道,綠葉的主要功能是進行光合作用,制造養(yǎng)料以及蒸騰水分。一般來說,氣溫越高,樹木的水分蒸騰越多。秋天,雨水稀少,空氣干燥,土壤中的水含量也隨之減少,滿足不了樹木生長發(fā)育的需要,直接影響到葉片的光合作用。
陽光開始傾斜照射在北半球,日照的時間也一天天地縮短了。這一切都提醒著樹木,冬天將要來臨。在接收到日照變短的信息后,樹葉中就開始積累一種激素——脫落酸。葉片中脫落酸產(chǎn)生的多少,主要和日照時間的長短有關(guān)。當脫落酸大量生成并快速地轉(zhuǎn)移到葉柄的基部時,葉柄基部就會形成一層被科學家稱為“離層”的小而薄的薄壁細胞。這種離層的生成會導致水分不能正常地輸送到葉片。由于得不到充足的水分補充,葉子就逐漸干枯了。于是,在脫落酸的作用下,離層周圍就會形成一個自然的斷裂面。葉柄本來是長在樹枝上的,而此刻中斷了水分的供應,加上氣溫低,葉綠素遭到了破壞,葉黃素便借機開始活躍起來,于是葉片便由綠轉(zhuǎn)黃。當自然斷裂面越來越明顯時,經(jīng)秋風一吹,便造成了開頭所描繪的落葉紛飛的現(xiàn)象。當然,離層的另一作用是,葉片脫落時不會損傷到原先的組織。
可見,葉片回歸大地的懷抱,恰恰是樹木犧牲局部保全整體,準備安全過冬的一種本能。
冬天來臨,氣候條件開始變差,這樣的季節(jié)不適合大多數(shù)植物的生長,但植物也有應對之策。在長期的進化過程中,它們形成了一系列適應環(huán)境的生活習性。
秋天,樹木通過落葉來減少水分的蒸發(fā),同時也減少了體內(nèi)養(yǎng)分的消耗。當然,也有部分樹木選擇了其他的適應方式,如針葉樹就是通過改變?nèi)~片的形狀、減少葉片的表面積來達到降低蒸騰作用的目的。
各種樹木對日照長短變化的敏感度和對水分的需求不同,落葉的時間也不盡相同。即使同一種樹木,若所處的環(huán)境不同,其落葉時間也是不一樣的。但是,任何植物的葉子都不能永久地生存。也就是說,在一定的生命周期終結(jié)時,葉子就會枯死脫落。落葉有兩種情況:一種是每當寒冷季節(jié)到來,整棵樹的葉子同時枯死脫落,僅存禿枝,如城市街道旁的法國梧桐樹;另一種是在春季新葉長出后,樹上的老葉才逐漸枯落。人們常會發(fā)現(xiàn)在瑟瑟秋風中,大多數(shù)樹木的葉子已落盡了,唯獨靠近路燈旁的那棵樹,依然會有少量樹葉迎風傲立。這是因為路燈的照射,彌補了自然日照時間。所以,園藝上常常用人工延長光照時間的方法,來延緩花木的衰老。
神奇的大自然給我們呈現(xiàn)了數(shù)不清的奧妙,我們要懷著敬畏之心,與大自然和諧相處,不能恣意妄為。否則,失去的將不只是綠水青山……
(選自2018年第10期《科學24小時》,本刊有刪改)