一到春天,土里的种子就会破土而出,长出嫩芽,而树木也都纷纷开始长叶。无论是埋藏在土里的种子,还有那些耸立大地上的参天大树,它们怎么会知道春天到来了呢? 在植物的种子当中,都含有胚芽。胚芽能够感受到空气中的气温以及日照长短的变化,并作出反应。一到春天,天气就会变得温暖,日照也会变得比冬天长,一旦胚芽感觉到这种变化,就开始发芽,破土而出。 至于那些树木,它们则是通过昼夜的变化来判断的。冬天都是昼短夜长,而春天都是昼长夜短。当春天来临之后,它们能够感应到昼夜周期的变化,并分泌出一种能够促使枝条发芽的物质。这样,树木就会逐渐地长出绿叶了。 在自然界当中,我们所看到的多数植物都是向上生长的。虽然大家都知道,但是你知道它们为什么不向下生长而偏偏向上生长吗?正所谓,万物生长靠太阳。植物在生长过程中都需要太阳光的照射。如何才能获得充足的阳光照射呢?当然是往上面生长了,因为越往上面生长,距离太阳就越近,得到的阳光就会越多,所以植物才会向上生长。科学家经过研究发现,原来植物是根据气温的变化来感知季节的。许多植物的胚芽在寒冷的冬天休眠一段时间之后,就能对气温升高或者日照变长等代表春天的信息做出反应。也就是说,只有经过冬天的寒冷,植物才能重新开始生长。对于那些已经长出叶片的植物来说,当它们感受到适宜的温度后,就会分泌出一种能促使花芽形成的物质,然后,美丽的花儿就会在春天开放。
为什么植物选择春季生长?为什么植物选择春季生长?
每当严冬逝去,温暖的春风吹拂大地之时,地球上的植物就开始竞相复苏,长枝抽叶,呈现出一派生气勃勃的景象,这已成为老幼皆知的自然现象。但是,如果要深入地解释为什么植物选择在春季生长的问题却不那么容易,就连专门从事植物生理学研究的科学家们也颇感棘手。
在几百年之前,人们认为植物之所以在春天生长,是受外界环境所决定的,一旦气候变冷时植物便进入休眠阶段,当春回日暖后自然而然地开始了新的生长。但随着植物生理学研究的不断深入,科学家们发现,导致植物春天生长并不仅仅是温度一个因素,还有其他重要因素。近代的许多学者们认为,除了外界环境的条件变化之外,更主要的也许是由于植物本身的遗传特性所引起的,但这究竟怎样加以解释呢?
长期以来,许多学者在这方面进行了大量的研究,取得了一个又一个的新发现,使原先模糊不清的问题渐趋明朗。美国植物生理学家利奥波德和澳大利亚植物生理学家克里德曼,在他们的专著《植物的生长和发育》一书中阐述了植物如何能知道春天来临的生理机制。他们认为,秋末时温带植物由于日照时间缩短,使多年生植物体内产生高浓度的脱落酸,以抑制DNA合成RNA,从而诱导形成休眠芽。导致植物摆脱休眠状态的关键因素是长日照和低温的影响。因为长日照会刺激休眠芽中的叶原基,使植物体内的脱落酸水平下降,赤霉素含量增加。在赤霉素的刺激作用下,一些能打破休眠以及萌发所必需的酶开始合成,而且合成RNA的禁箍也慢慢得到解除,从而促使了蛋白质的合成;在另一方面,低温作用会使植物的休眠芽或种子细胞的原生质的水合度增大,使其胶体状态发生改变,从而使所含的水解酶和氧化还原酶进入活动状态,促使有机物的转化和呼吸作用增强,从而导致植物具备了萌发的内部条件。当环境的温度、水分、光照条件一旦符合生长需要,植物就会立即生长。而植物打破休眠所需的日照和低温条件与自然季节恰好一致,这也许是植物在进化过程中,对相对稳定的季节变化所形成的一种主动适应性。
以上的理论受到大多数学者的赞同,但是在1982年,英国谢菲尔德大学的两位学者:格兰姆博士和莫法斯博士,在研究植物细胞遗传物质时发现,各种植物的细胞遗传物质存在着令人迷惑的巨大差异,而这些差异又往往与它们的生长季节有联系,为什么不同种的植物细胞的DNA(脱氧核糖核酸枣一种遗传物质)数量差别如此之大呢?这会不会与植物选择春季生长的问题有关呢?
于是格兰姆和莫法斯两位博士选择了162种植物,对它们的细胞中的DNA数量进行仔细测量,并与这些植物各自的生长萌发的季节时间作了对照,结果发现,含有很大数量遗传物质的种类,往往包括春季发芽很早的那些植物。为此他们提出一个新颖的论点,认为植物选择什么样的季节生长,其主要原因也许与植物细胞中的DNA数量差异有关。
为什么这样认为呢?他们在解释时说,有一些植物由于细胞中DNA食量大,单靠细胞的生长就能在生长季节早发芽。而DNA数量较少的植物就必须依靠细胞分裂发芽的过程,由于细胞分裂的速度随着周围温度增高而加快,这种植物通常必须等到春季的晚些时候才能发生大量新芽。他们在调查研究中还发现,在热带或干旱条件下生长的植物跟温度较高地区生长的植物一样,一般仅具有少量遗传物质,而含有大量DNA的植物多数在地中海气候下生长。目前,关于植物为何选择春季生长的问题还在进一步的探索之中,各种解释其生理机制的理论尚不能断定谁是谁非,一切将有待于今后的研究才可以做出令人信服的解释。
植物怎样感知春天?植物能从气温的升高感知季节的变化。但是,如果仅取决于这一点,那么,植物就会把严冬季节中几天短暂的回暖误认为是春天来了。这种错误的信号对植物是有害的。植物是依据于千变万化的环境信息来确定时令的,而且,不同植物,甚至同一植物的不同部分,可能会对不同的信息有反应。
许多树的胚芽必须在积累了一定的“冷量”之后才能对气温升高,或者日照变长等代表春天的信息有反应。例如,不同品种的苹果胚芽需要在接近冰点的气温下度过1000至1400小时。科学家已经发现,如果一棵丁香树上只有一个胚芽积累了足够的冷量,那么,就只有这一个芽会开。
使得许多植物年年都在同一时间开花的另一种机制称为光周期现象。当植物的叶片感受了它所合适的昼夜长度周期后,叶片就会分泌出促使形成花芽的物质,并随光合产物输送到花的生长点。接到这信息之后,植物就在春天绽放开了花蕾。
植物怎么知道春天来了?一到春天,小草就开始发芽变绿,杏树开始打苞开花,年复一年,总是那么准时。植物怎么知道春天来了呢?科学家经过研究发现,原来植物是根据气温的变化来感知季节的。