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        植物的“求生欲” 成長的煩惱(五)

        2021-06-30 18:23:21秋西
        科學Fans 2021年5期
        關(guān)鍵詞:蕁麻儲水仙人掌

        秋西

        不被吃掉,也是一種生存的智慧

        許多植物所要面對的最大生存威脅之一,就是——被動物吃掉。是的,對于處于食物鏈底層的植物來說,它們肥美多汁的葉片,往往是食草動物們最佳的能量來源。面對動物的啃咬與進食,植物沒有逃走的能力。因而在長期的演化過程中,一些植物的葉子便形成了種種自我保護措施,諸如披針帶刺、毒毛叢生、惡臭難熬等等。

        “鎧甲”帶刺

        枸骨

        ●技能

        葉片邊緣帶刺,實現(xiàn)自我保護。

        一些植物的葉子會穿上帶刺的“鎧甲”,使得動物不敢問津。仙人掌科植物就是典型,我們看到仙人掌肥大的“掌狀葉片”,其實是它們的莖,而莖上的那些小刺,才是它們的葉片。除了仙人掌科植物將整個葉子變成“刺”之外,還有一種植物,它們是在葉片的邊緣長出尖銳的刺齒,例如枸骨(Ilex comuta),這種植物有一個別名叫“鳥不宿”,其葉片的威懾力由此就可見一斑了。

        氣味御敵

        有些植物葉子甚至全株都會散發(fā)特殊氣味,對動物而言可能惡臭難耐,根本下不了嘴,植物也因此得以自保。譬如唇形科的藥用鼠尾草和百里香,含有特殊氣味,動物也不會搭理。

        化學警告

        還有一些植物中的“狠角色”,它們的葉片里還附帶毒素或其他刺激性的化學物質(zhì),讓自己的防御威力進一步提升,例如許多人童年的噩夢——蕁麻(Urtica fissa)。其實,蕁麻屬的成員基本都擁有能蜇人的刺毛,堅硬而中空,刺毛中還富含甲酸、丁酸等酸性物質(zhì)。而甲酸又俗名蟻酸,因此被它扎到會讓傷口產(chǎn)生如同被螞蟻咬到一樣,又痛又癢的難受感覺。這讓蕁麻避免了被大量食草動物吞食的命運。

        蕁麻的葉片上生有細密的刺毛

        潛伏偽裝

        還有一些植物,它們沒有那么強的攻擊性。而是采用另外的手段躲避牛羊等動物的采食,那就是偽裝自己,比如生石花(Lithops pseudotruncatella)。這類番杏科植物原產(chǎn)自非洲南部和西南部,一般生長在砂礫之間,它們體型矮小,外觀又酷似石頭,經(jīng)常能從動物嘴里逃過一劫,簡直是植物界出色的偽裝者。

        生石花

        ●技能

        偽裝石頭躲避天敵,儲存水分防御干旱。

        節(jié)約資源,應(yīng)對干旱環(huán)境

        在水資源匱乏的環(huán)境下,植物可能要忍受成年累月的干旱,其中一種生存策略是白天盡量降低新陳代謝消耗,等到晚上涼爽一些,生命活動才開始活躍起來。此外,對于生活在干旱地區(qū)的植物而言,儲水與保水也是一門關(guān)鍵技能。因此,沙漠植物的葉片也就逐漸進化出一些奇特的形態(tài),它們或變小,或變厚,或在表面形成一層蠟質(zhì),或呈刺狀,甚至直接“刪除”了葉片。

        “增肥”儲水

        熊童子

        ●技能

        葉片肥厚多漿,兼任儲水“容器”。

        生活在干旱地區(qū)的植物,需要盡可能多地儲存水分用于維系生命,因而漸漸形成了肥厚、膨大的葉片。其中最著名的例子莫如近年來植物界的“網(wǎng)紅”——多肉植物,它們的原生環(huán)境基本都是炎熱干旱地區(qū),肥嘟嘟的肉質(zhì)葉子就是對這種惡劣環(huán)境的一種直接反應(yīng),例如景天科的熊童子(Cotyledon tomentosa)原產(chǎn)自南非,生長在半荒漠環(huán)境下,肥厚的葉片就像一個儲水容器,讓它們在干旱的環(huán)境中也能生活得很滋潤。而前面提到的生石花,它們酷似石頭的球狀葉除了起到偽裝作用之外,同樣也有儲存水分的功能。

        “瘦身”節(jié)水

        沙拐棗

        ●技能

        線形葉片,減少水分蒸發(fā)。

        一般而言,植物的葉片總會長得薄且表面積大,這是為了增加與陽光接觸的面積,有利于光合作用。但是在炎熱的環(huán)境下,寬大的葉片會讓植物通過蒸騰作用散失很多水分,因而很多沙漠植物會將葉子變小來減少水分蒸騰的面積。例如分布在我國內(nèi)蒙古中西部、甘肅西部及新疆東部沙漠中的“精靈”——沙拐棗(Calligonum mongolicum),它的葉片呈線形,這樣可以盡可能減少水分蒸發(fā),以此在惡劣的環(huán)境中繁衍生息。

        而在極為炎熱的環(huán)境中,有些植物會同時采用上述兩種策略,只不過膨大儲水的區(qū)域變成了莖干部分,而葉子則會變小,甚至完全消失。前文中提到的仙人掌就是典型例子。而生長在納米比亞沙漠中的一種刺枝瓜(Acanthosicyos horridus),它在長期演化過程中,葉子已經(jīng)完全消失,取而代之是莖干開始局部膨大,并長出綠色組織以代替葉片進行光合作用,還有利于儲存水分。

        葉片完全消失的刺枝瓜

        無論是自我保護、低調(diào)偽裝以防御天敵啃食,還是通過“增肥”或“瘦身”來適應(yīng)干旱環(huán)境,都是植物的葉子在漫長的進化過程中解鎖的生存技能。而在下一回,我們將了解到植物更為豐富的變化技能。

        學科標簽

        生物

        蒸騰作用是植物的一種復(fù)雜的生理活動,植物在產(chǎn)生蒸騰作用時,主要是將體內(nèi)的水分以水蒸氣的狀態(tài)從葉片表面散失到外界空氣中。生活在炎熱干旱環(huán)境中的植物會用各種辦法降低自身的蒸騰作用,以提高生存率,那么,蒸騰作用對于植物來說是否都是有害無益的呢?如果不是,請列舉出幾項蒸騰作用對植物的益處。

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