《花卉趣味百話》(連載)四十八、花卉的運(yùn)動(dòng)
《花卉趣味百話》(連載)
陳宣章陳瓏玥編著
四十八、花卉的運(yùn)動(dòng)
高等植物不能象動(dòng)物那樣自由移動(dòng)整體位置,但其器官可在空間移動(dòng)以適應(yīng)環(huán)境變化,稱植物運(yùn)動(dòng)。這是普遍現(xiàn)象。其實(shí)按不同含義理解有各種運(yùn)動(dòng),如:植物原生質(zhì)運(yùn)動(dòng)、膨壓運(yùn)動(dòng)和生長運(yùn)動(dòng);受外界刺激的運(yùn)動(dòng)又分趨向運(yùn)動(dòng)、向性運(yùn)動(dòng)和感性運(yùn)動(dòng)。
一、向性運(yùn)動(dòng):植物受單一方向的外界刺激引起的定向運(yùn)動(dòng)。機(jī)理:主要由單向刺激引起植物體內(nèi)生長素(IAA)和生長抑制劑(ABA)分配不均勻造成。運(yùn)動(dòng)方向與刺激方向有固定關(guān)系;多發(fā)生在輻射對(duì)稱的器官里,如:根和莖;大多是生長性運(yùn)動(dòng),不可逆,只發(fā)生在正在生長的區(qū)域,切去生長區(qū)域或停止生長的部位都不會(huì)發(fā)生。其種類與刺激的種類有關(guān)。光、重力、水分和化學(xué)物質(zhì)均可引起,分別稱作向光性、向重力性、向水性和向化學(xué)性。
1。向光性:植物隨光的方向而彎曲的運(yùn)動(dòng)。這是為捕獲更多光能而建立的對(duì)不良光照條件的適應(yīng)機(jī)制之一,又分為正向光性、負(fù)向光性和橫向光性(植物器官生長方向與光照垂直)。研究表明:植物存在對(duì)藍(lán)光具有特殊敏感性而引起向光性反應(yīng)的光受體,藍(lán)光是最有效的光源。紅光對(duì)誘導(dǎo)向光性反應(yīng)無效,但有研究表明紅光對(duì)其有深刻影響。紅光對(duì)藍(lán)光誘導(dǎo)向光性的影響是由光敏素介導(dǎo)的。在黑暗中生長的植物無向光性反應(yīng)。( 文章閱讀網(wǎng):www.sanwen.net )
向光性運(yùn)動(dòng)的典范:①葉鑲嵌:葉柄向光源方向彎曲,使葉從蔭處移到光亮處而不易重疊。②太陽追蹤:棉花、向日葵和花生等植物頂端在一天中隨太陽轉(zhuǎn)動(dòng);葉片與光線垂直。
2。向重力性:植物在重力影響下,保持一定方向生長的特性,也分正向重力性、負(fù)向重力性和橫向重力性(地下莖水平方向生長)。根是正向重力性,直立莖是負(fù)向重力性。
3。向水性:土壤中水分分布不均勻時(shí),植物根趨向較濕地方生長。
4。向化學(xué)性:某些化學(xué)物質(zhì)在植物周圍分布不均勻而引起的生長,如:作物根部朝向肥料較多的土壤生長。
二、感性運(yùn)動(dòng):植物受環(huán)境因素強(qiáng)度變化刺激而引起的運(yùn)動(dòng),與刺激的方向無關(guān),是植物適應(yīng)環(huán)境的表現(xiàn)。發(fā)生器官結(jié)構(gòu)多半腹、背兩面對(duì)稱。很多植物感性運(yùn)動(dòng)是細(xì)胞膨壓變化引起的非生長性運(yùn)動(dòng),有的則與生長有關(guān)。植物感性運(yùn)動(dòng)又分為周期性和單次性運(yùn)動(dòng)。
1。周期性運(yùn)動(dòng):受自然環(huán)境因素變化制約的運(yùn)動(dòng)。它可是由生長引起的不可逆運(yùn)動(dòng);也可是由膨壓變化引起的可逆性震蕩運(yùn)動(dòng)。
⑴花的開閉:很多花可由晝夜光照和溫度變化發(fā)生開和閉的運(yùn)動(dòng)。①有些是感溫性生長運(yùn)動(dòng)(花瓣內(nèi)外表面距基部1/4-1/6處的運(yùn)動(dòng)帶生長不均勻)引起,如:番紅花、郁金香等的花瓣對(duì)溫度變化極為敏感,其外側(cè)生長最適溫度3-7℃;內(nèi)側(cè)生長最適溫度10-17℃。郁金香花在溫度從7℃升到17℃時(shí),其花瓣基部內(nèi)側(cè)生長比外側(cè)快,3-5分鐘花就開放;相反變化時(shí),花就關(guān)閉。有時(shí),環(huán)境溫度僅出現(xiàn)0。2-1℃的驟變,就可能引起花的開或閉。②有些由感光性生長運(yùn)動(dòng)引起,如:小金盞花、睡蓮、蒲公英等。③有些植物花的開閉受其內(nèi)生節(jié)律強(qiáng)烈支配,如:高涼菜、夜香樹的花受大約24小時(shí)周期性的節(jié)律支配。在恒溫下,即使給予連續(xù)光照或連續(xù)黑暗,開閉運(yùn)動(dòng)仍可進(jìn)行一段時(shí)間。
花一般晝開夜合的較多;也有少數(shù)是晝閉夜開,如:印度睡蓮、夜香樹、煙草、紫茉莉等?;ǖ臅冮_夜合是植物的一種自我保護(hù)性運(yùn)動(dòng),可防止夜間活動(dòng)昆蟲的侵犯或露水損壞雄蕊的花粉,有利于在適宜溫度下開花或昆蟲傳粉。
⑵葉的就眠:某些植物葉片夜間折疊下垂,使植物保持體溫、保護(hù)幼葉和芽免受低溫危害。①有些由感光性生長運(yùn)動(dòng)引起,如:番木瓜、洋紫蘇、蒼耳等,由葉柄上側(cè)(近軸側(cè))和下側(cè)(遠(yuǎn)軸側(cè))的生長差引起。機(jī)理:與生長素有明顯關(guān)系。②具有葉枕的葉,就眠運(yùn)動(dòng)與生長運(yùn)動(dòng)無關(guān),是由葉枕運(yùn)動(dòng)細(xì)胞體積的可逆變化引起,是光敏感性膨壓運(yùn)動(dòng),如:含羞草和大多數(shù)豆科植物(落花生、大豆、合歡等)夜晚小葉合攏,葉柄下垂,白天就又張開。
⑶氣孔運(yùn)動(dòng):葉片的氣孔在自然環(huán)境中的周期性變化,通常是晝開夜閉。它由組成氣孔的成對(duì)保衛(wèi)細(xì)胞的膨壓變化引起。氣孔是植物與外界環(huán)境多種氣體交換的門戶,直接調(diào)節(jié)光合、呼吸和蒸騰作用三者間的氣體得失和平衡。氣孔保衛(wèi)細(xì)胞是研究植物細(xì)胞滲透機(jī)理和信息傳遞等的極好材料。因此吸引了許多研究者的深入研究。
葉片就眠運(yùn)動(dòng)與氣孔運(yùn)動(dòng)都受內(nèi)源節(jié)律調(diào)節(jié)。連續(xù)光照或黑暗下,它們?cè)谝欢螘r(shí)間內(nèi)隨24小時(shí)周期變化。有些具有特殊代謝過程的肉質(zhì)植物(如:景天科)的氣孔是晝閉夜開。
2。單次性運(yùn)動(dòng):單一、極短時(shí)間的刺激,經(jīng)體內(nèi)連鎖反應(yīng)而引起的運(yùn)動(dòng):感覺部位受刺激→植物電信息傳遞→運(yùn)動(dòng)細(xì)胞的膨壓變化→反應(yīng)部位的極快速度運(yùn)動(dòng)。它由一個(gè)快速運(yùn)動(dòng)緊接著一個(gè)慢恢復(fù)過程組成,可重復(fù)進(jìn)行。它主要表現(xiàn)在以下幾類植物或植物器官中。
⑴食蟲植物:最典型的是捕蠅草、毛膏菜和貉藻。捕蠅草的捕蠅器、毛膏菜的葉片、貉藻的捕蟲器都是運(yùn)動(dòng)部位,而感覺部位是觸毛。
⑵感震植物:最典型的是含羞草。它可在各個(gè)部位感受各種震擊性刺激(如:機(jī)械刺激、電刺激、燒灼等)→植物電信息傳遞→葉枕運(yùn)動(dòng)細(xì)胞的膨壓變化→幾秒鐘內(nèi)小葉合攏下垂。如刺激較強(qiáng),可經(jīng)電波和化學(xué)物質(zhì)傳遞使鄰近小葉依次合攏,也可傳到葉柄基部,使整個(gè)復(fù)葉下垂;強(qiáng)刺激還可使整株植物小葉合攏,復(fù)葉葉柄下垂。刺激傳遞速度可達(dá)1。5厘米/秒。它的恢復(fù)過程一般需30-60分鐘。恢復(fù)過程中,常伴隨葉片震蕩,周期為10-16秒。
但是,含羞草長大、木質(zhì)化以后,這種合攏動(dòng)作就消失。這一點(diǎn),從來無人指出。
⑶雄蕊運(yùn)動(dòng):許多植物的花可對(duì)機(jī)械刺激產(chǎn)生反應(yīng)而發(fā)生運(yùn)動(dòng)。如:花柱草科植物有個(gè)雄蕊-花柱復(fù)合體(合蕊柱),從花中心伸出并下彎成倒U形。昆蟲采蜜時(shí),合蕊柱受機(jī)械刺激,在10-20毫秒內(nèi)彈出,當(dāng)觸及后面花瓣便停止。400-600秒后慢慢復(fù)位。歐洲小檗和非洲斯巴曼木的雄蕊絲也可感受機(jī)械刺激而發(fā)生運(yùn)動(dòng)。
⑷氣孔運(yùn)動(dòng):很多植物(如:天竺葵)的氣孔受外界刺激(機(jī)械刺激、化學(xué)刺激等)后會(huì)發(fā)生暫時(shí)的部分關(guān)閉。殼梭抱素可激活膜上的質(zhì)子泵而促進(jìn)氣孔開放;生長素則在低濃度下誘導(dǎo)氣孔打開,而在高濃度下誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉。研究表明:細(xì)胞骨架的結(jié)構(gòu)變化很可能在氣孔運(yùn)動(dòng)中起著重要的調(diào)節(jié)作用。
三、趨向運(yùn)動(dòng):西番蓮卷須向支柱快速彎曲運(yùn)動(dòng)時(shí),卷須末梢接觸到支柱后,在20-30秒內(nèi)就能激發(fā)出明顯彎曲。卷須快速的趨向運(yùn)動(dòng)是靠動(dòng)作電波傳遞引起下段組織原生質(zhì)體收縮來完成的,動(dòng)作電波的傳遞也不是單靠局部回路電流,還要有神經(jīng)介質(zhì)乙酰膽堿的相互協(xié)作,交替推進(jìn)來執(zhí)行。
植物運(yùn)動(dòng)最有趣的是:
1。非洲安哥拉原始森林里有種四季常青的辛柯樹。當(dāng)有人在樹下點(diǎn)燃打火機(jī)時(shí),它會(huì)突然噴射出一股股白色漿液將火撲滅。人們把它譽(yù)為森林里的“義務(wù)消防隊(duì)員”。原來,它的枝杈間有許多節(jié)苞,就像一只只灌滿水的“皮球”。據(jù)科學(xué)家研究,辛柯樹噴出的漿液中竟含有四氧化碳這樣的滅火物質(zhì)。
2。會(huì)“翻身”的長生草:它常生長在松林里,樣子很像觀音菩薩的蓮花寶座,雖能開花卻很少開花。它通常是胎生繁殖后代:在莖上長出像母體一樣的小“蓮座”,紛紛降到地面,扎根生長為新植株。有些幼芽側(cè)身落地,靠地面那側(cè)葉片就會(huì)迅速生長,支撐植株慢慢直立起來。如果幼芽是底朝天落地,底部會(huì)長出根來扎進(jìn)旁邊土壤里,然后像拉緊纖繩一樣,把植株慢慢地拉得翻過身來。
3。會(huì)跳舞的草:云南有種神奇的“跳舞草”。音樂聲響起時(shí),它的葉子就會(huì)隨著音樂旋律而上下跳動(dòng)。音樂節(jié)奏越快,它跳動(dòng)就越快;音樂的節(jié)奏一慢,它也隨之慢下來;音樂停止時(shí),它也就停止了舞姿。這種“跳舞草”在世界上屬稀有的植物。
4。會(huì)走的植物:美國東、西部的“蘇醒樹”能自己行走。水分充足時(shí)安心生長,非常茂盛;一旦干旱或缺水,就把根從土中抽出,卷成一個(gè)球體隨風(fēng)而行。到有水處再把根伸展插入土中,開始新生活。但是,“樹”的莖和根是木質(zhì)的,怎么“卷”成球體隨風(fēng)而行呢?
南美把卷柏叫“會(huì)走路的樹”。卷柏屬蕨類卷柏科草本,又名九死還魂草。根能自行從土壤分離,卷縮似拳狀,隨風(fēng)移動(dòng),遇水而榮,根重新再鉆入土壤尋找水份。經(jīng)測(cè)定:草本植物含水70-80%,木本植物含水40-50%,許多沙漠植物含水6%,而卷柏在含水5%以下仍可維持生命。有人把幾年前做成標(biāo)本的卷柏放入水中,它又活了。
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