人類生活在這個(gè)地球上,倘若沒有種類繁多的植物,我們身邊的環(huán)境將不堪設(shè)想。那么植物到底是如何來定義的呢?植物的生長又有些什么樣的規(guī)律呢?我們知道植物是能夠進(jìn)行光合作用的陸生多細(xì)胞真核生物,是天然的空氣凈化器,它們雖然不能像人類和動(dòng)物那樣自由運(yùn)動(dòng),但它們的生命活動(dòng)也有自身的規(guī)律。
一、向性改變植物生長的方向
植物對(duì)于環(huán)境中的物理刺激有多種響應(yīng),最明顯和最靈敏的是含羞草的響應(yīng)。在正常情況下含羞草的葉片是伸開的,只要輕輕一碰,整株植物的葉片都閉合起來。含羞草的這種運(yùn)動(dòng)很迅速,稱為膨脹運(yùn)動(dòng)。
與植物的膨脹運(yùn)動(dòng)相比較而言,植物還有一類響應(yīng)稱為向性。向性運(yùn)動(dòng)是一種生長運(yùn)動(dòng),它又分為三種:向光性、向重力性和向觸性。向光性是植物的一種適應(yīng)特征,它是指植物的枝葉向著光生長,有效地進(jìn)行光合作用。比如放在窗臺(tái)上的一盆花,葉子總是向著陽光生長,如果將花盆轉(zhuǎn)一個(gè)方向,幾天后葉子就會(huì)轉(zhuǎn)向,直到完全朝向陽光為止。植物的生長也受重力的影響,就像不管種子在土壤中放置的方向如何,總是根朝下長,苗朝上長,可見向重力性也是植物的一個(gè)重要適應(yīng)現(xiàn)象。向觸性是指有些植物的變態(tài)葉即卷須一接觸到支持物,相對(duì)一面的生長就加快,于是卷曲起來。向觸性使得植株依靠支持物而向光生長,這個(gè)特性在農(nóng)作物的栽培方面常被用到,尤其是蔬菜種植,比如豌豆植株利用卷須在一種堅(jiān)固的支持物上攀援生長。
二、植物有生物鐘
人體的脈搏、血壓、體溫、細(xì)胞分裂速度等都有晝夜節(jié)奏。植物也一樣,許多豆科植物的葉子晝張夜閉、氣孔晝開夜合等,都是與生俱來的晝夜節(jié)律。這種節(jié)律大概以24小時(shí)為一周期,它不因環(huán)境的變化而立即消失。環(huán)境的刺激并不是發(fā)生晝夜節(jié)律的原因,控制這種節(jié)律的是生物體內(nèi)的一種計(jì)時(shí)裝置,即所謂的生物鐘。
已知人和哺乳動(dòng)物體內(nèi),生物鐘位于下丘腦中的一組細(xì)胞內(nèi)。生物鐘的變化周期是24小時(shí)左右,而且當(dāng)外界的晝夜變化突然改變時(shí),生物鐘并不能立即進(jìn)行調(diào)整。無論是人乘飛機(jī)旅行,還是將植物從一個(gè)時(shí)區(qū)迅速移到另一個(gè)時(shí)區(qū),都會(huì)有時(shí)差,即晝夜節(jié)律不能立即與外界的變化同步,而要落后一些。生物鐘的另一個(gè)特點(diǎn)是很少受溫度的影響,這點(diǎn)與其他習(xí)性不一樣。
植物的一生,不僅受晝夜變化的影響,也受季節(jié)性變化的影響。植物的開花、種子的萌發(fā)以及休眠的開始和結(jié)束,都是在一年之中某個(gè)季節(jié)或時(shí)刻發(fā)生的。那么植物靠什么去感受一年中的時(shí)間變化呢?環(huán)境給植物這方面的信號(hào)是所謂的光周期,即晝夜的長短。春季晝長夜短,秋季晝短夜長,正是這種晝夜長短的變化影響著植物的許多過程,其中最顯著也最重要的是開花過程。
就開花與光周期的關(guān)系來說,可將植物分為兩大類,即短日植物和長日植物。短日植物一般在夏末或秋冬季開花,即需要短的日照時(shí)間;長日植物則在春末或夏初開花,要求長的日照時(shí)間。當(dāng)然,區(qū)別長日植物與短日植物的不是絕對(duì)的夜長,而是短于一個(gè)臨界期的黑暗(長日植物)或長于一個(gè)臨界期的黑暗(短日植物)。
三、植物光敏素與生物鐘有關(guān)
如上所述,夜間的長短決定著植物對(duì)季節(jié)的響應(yīng),那么植物又如何測量夜間的長短呢?據(jù)有關(guān)植物學(xué)資料介紹,有一類稱為植物光敏素的色素與此有關(guān)。不同波長的光對(duì)于短日植物的開花有影響,就是植物光敏素在起作用。光敏素是一種蛋白質(zhì),有兩種形式,彼此之間結(jié)構(gòu)上稍微有差異。這兩種形式會(huì)吸收不同波長的光而相互轉(zhuǎn)化,這種轉(zhuǎn)化就是植物生物鐘的感知,這恰好與一天的晝夜變化同步。植物光敏素的轉(zhuǎn)變不僅引發(fā)開花的響應(yīng),也引發(fā)其他的生理過程如植物氣孔的開關(guān)、種子的萌發(fā)等的響應(yīng)。植物光敏素普遍存在于植物界,可能在所有光合生物中所起的作用,都是使植物體內(nèi)的生理變化與自然界光照條件的季節(jié)性變化同步。
植物的生長除了必要的陽光、水、土壤等生長要素外,植物對(duì)自身的生命活動(dòng)有一整套調(diào)控系統(tǒng),即激素條件、外界刺激的響應(yīng)和生物鐘等。讓我們更多地了解植物的生活習(xí)性和生長規(guī)律,更好地保護(hù)好大自然,改善我們的生活環(huán)境吧。
(作者單位:江西省南康市隆木中學(xué))