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植物发光发热的秘密

时间:2023-02-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:非洲冈比亚南斯明草原上有一种名叫“路灯草”的植物,可以说是发光植物中的佼佼者。这一实验结果,似乎揭开了北极植物花朵升温之谜。植物发热的奥秘植物学家通过研究和探索,终于揭开了其中的奥秘。植物的产热现象,引起了植物学家们的极大兴趣。他们对此做了进一步的探索,不但在这类植物的花中发现了产热细胞,而且在其根部和韧皮部等部位也发现了产热细胞。
植物发光发热的秘密_植物谜团

会发光的柳树

在江苏省丹徒县发生过这么一件事:有几棵生长在田边的柳树居然在夜间发出一种浅蓝色的光,而且刮风下雨、酷暑严寒都不受影响。这是怎么回事呢?有人说这是神灵显现,有人说这些柳树是神树,一时间闹得沸沸扬扬。

科学家们得知这一消息后,对柳树进行了体检,并从它身上刮取一些物质进行培养,结果培养出了一种叫“假蜜环菌”的真菌。答案找到了。

原来,会发光的不是柳树本身,而是假蜜环菌,因为这种真菌的菌丝体会发光,因此,它又有“亮菌”的雅号。假蜜环菌在江苏、浙江一带较多,它专找一些树桩安身,用白色菌丝体吮吸植物养料。白天由于阳光的缘故,人们看不见它发出的光,而在夜晚,就可以看见了。

能发光的杨树

1983年,在湖南省南县沙港乡,人们发现了一棵能发光的杨树。这棵树的直径有0.23米,4月7日被砍伐并剥掉树皮之后,竟然在晚上发起光来,就连树根和锯出的木屑也一样放光。一根1米长,0.05米粗的树枝,它的亮度就相当于一只5瓦的日光灯。但随着树内水分的蒸发,亮度就一天比一天减弱,但树枝受潮以后,亮度又会增加。这棵杨树发光的原因,一直没有查明。

在贵州省三都水族自治县的原始森林里,又新发现了5棵罕见的夜光树。在没有月亮的夜晚,当地人会看到这样一幅奇景:在一棵大树的枝杈上,有成百上千个两寸多长的“月牙”儿正在放着荧光。当微风吹过的时候,千百个小“月牙”儿轻轻地摇啊摇更是好看。原来这些小“月牙”就是夜光树上会发光的叶子。

揭秘发光的真相

其实,不但真菌会发光,其他菌类也会发光。据说,在1900年巴黎举行的国际博览会上,有人把发光细菌收集在一个瓶子里,挂在光学展览室里,结果这一“细菌灯”把房间照得通明!

菌类为什么会发光呢?原来,在它们体内有一种特殊的发光物质叫荧光素。荧光素在体内生命活动的过程中被氧化,同时以光的形式放出能量。这种光利用能量的效率比较高,有95%的能量转变成光,因此,光色柔和,被称为冷光。

江西井冈山地区有一种常绿阔叶树,叶子里含有磷,这种磷释放出来以后会和空气中的氧气结合成为磷火,磷火能放出一种没有热度,也不能燃烧,但有光亮的冷光。白天看不见,但在晴朗无风的夜晚,这些冷光聚拢起来,仿佛悬挂在山间的一盏盏灯笼,当地人叫它“鬼树”。

古巴有一种美丽的发光植物,每当黄昏时花朵才开始绽放。这种花的花蕊中聚集了大量的磷,微风吹过,花蕊便星星点点地闪烁出明亮的异彩,仿佛无数萤火虫在花蕊间翩翩起舞。有意思的是,一旦黑夜逝去,这种花就像完成了使命,很快就凋谢了。

非洲冈比亚南斯明草原上有一种名叫“路灯草”的植物,可以说是发光植物中的佼佼者。别看它小,它所发出的光亮,甚至可以与路灯相媲美。路灯草的叶片表面有着一层像银霜一样的晶珠,富含磷。每当夜幕降临,这种草便闪闪发光,把周围的一切照得十分清晰,当地居民把这种小草移到家门口充当“路灯”。

夜皇后的花朵内也聚集了大量的磷,一旦与空气接触就会发光。夜间活动的昆虫见到亮光,就会被吸引前去帮助植株传播花粉。夜皇后的花朵放光,实际上是一种适应环境的一种特殊本领。

发热的植物

在冰天雪地的北极,几乎终年严寒酷冷,即使那里的夏季,气温也常常在零度以下,然而生长在那里的植物却能在冰雪中开花结实。科学家惊奇地发现,这些植物的花朵温度总是要比外界高一些。

那么,这些植物的花朵为什么会放出热量呢?这一直是科学家们百思不得其解的问题。到了20世纪80年代初期,瑞典植物学家发现,北极的大部分植物的花朵都有向着太阳转动的习性。因此,他们猜想,这也许与花朵温度的升高有关。

为了证实这种推测是否正确,他们做了一个有趣的实验:用细铁丝将仙女木的花萼固定,使它不能向阳转动,并在花上安放一个带有很细金属探针的温差电阻来测定温度。当太阳升起时,测出被固定的花朵比未被固定的花朵温度低0.7度。这一实验结果,似乎揭开了北极植物花朵升温之谜。

但是,后来发现在南美洲中部的沼泽地里,生长着一种叫臭菘的植物,每年三四月份天气还相当寒冷时,它的花朵已经绽开,实际上那是一个佛焰花。据测定,臭菘在长达两周花期里,它的花苞里始终保持在22度的温度,比周围气温高20度左右。花有臭味,却引诱着昆虫飞去群集,成为理想的御寒暖房。显然,用植物向阳转动的理论,是无法解释臭菘花苞的恒温和高出气温20度这一奇妙现象。

有一种叫做“斑时阿若母”的百合科草本植物。这种植物在环境气温为4度时,花的体温可达40度左右。这种发热植物的花温为什么如此之高?科学家发现,这种植物在开花之前,已在花的组织里贮存了大量的脂肪。开花时,脂肪进入组织细胞内,发生强烈的氧化作用从而释放出大量的热能,所以,造成了花温较高的结果。

另一种发热植物叫“佛焰”,它的雌蕊和雄蕊都隐藏在苞的深处。为了能在花开之后请到媒人,它把花温急剧升高,散发臭味,如同发热的腐烂的动物尸体或发酵的粪堆发出的气味,于是一种对热敏感、喜欢吃腐烂物的蝇就急急忙忙赶来,为它们做媒,完成了传授花粉的伟业。这是植物发热的第二功能。

此外,佛焰发热,可以使四周的风转变成围绕着佛焰花序旋转的涡流,而且这种涡流不受外界风向的影响,并能把四周各个方向吹来的风转向佛焰苞的开口处。

这样,不仅能使热量均匀地分布在整个佛焰苞内,使整个花朵能融化厚雪的覆盖,而且,更令人惊奇的是,佛焰花序周围的涡流能把顶端成熟的花粉吹到下部未经授粉的花朵内,从而达到没有蝇为媒,利用热气流为媒也能成亲的目的。

植物发热的奥秘

植物学家通过研究和探索,终于揭开了其中的奥秘。原来,在臭菘的花朵中有许多产热细胞,产热细胞内含有一种酶,能够氧化光合产物,使葡萄糖和淀粉释放出大量的热量。据测定,其氧化速度实在惊人,与鸟类的翼肌对能量的利用差不多。

不久前,科学家发现喜林芋属的一种芳香植物,它的产热本领更高,它能像热血动物那样,用脂肪作为燃料来产生热量,因此,产热效率更高。在开花期间,花中的温度可高达37度。植物的产热现象,引起了植物学家们的极大兴趣。他们对此做了进一步的探索,不但在这类植物的花中发现了产热细胞,而且在其根部和韧皮部等部位也发现了产热细胞。

植物发热的意义

那么,植物发热对其本身有什么意义呢?

有的学者认为,植物花朵发热,可以促进花香四溢,引诱昆虫前来为它们传粉。尽管臭菘的花有臭味,但却可招引臭昆虫前来传粉。

也有的学者认为,发热植物多生长在寒冷的地方,产热有利于植物体内的物质运输和生化反应,从而提高植物对严寒的抵抗能力。同时,发热植物的花朵里的温度比外界气温高出许多,自然就成了昆虫的理想御寒场所,昆虫前来寄宿,也就帮助传播了花粉。因此,植物的发热本领,是对寒冷环境的一种适应能力。

目前,关于植物发热的问题,科学家还没有一个统一的看法,还有待于人们去进一步研究和探索,才能完全揭开这个谜。

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