第2章 植物(1)

绿色植物的祖先是谁呢？

地球上现在生存的许许多多绿色植物，它们的老祖宗是谁呢？地质史的研究告诉我们，是蓝藻。蓝藻是地球上最早出现的绿色植物。

已知最早的蓝藻类化石，发现于南非的古沉积岩中，这是距今约34亿年前，在地球上已有生命的证据。古代蓝藻的样子和今天的蓝球藻有些相似。蓝藻的出现，在植物进化史上是一个巨大的飞跃，几乎是一件和生命出现同等重要的大事。因为它能够吸收阳光，利用太阳能把溶解在海水里的化学物质变成食物。换句话说，蓝藻的细胞里含有叶绿素，能够进行光合作用，合成蛋白质，放出氧气，并且能独进行繁殖。

今天地球上的郁郁葱葱的树木、茂盛的庄稼、美丽多姿的花卉，都是由低等的藻类，经过几亿、几十亿年进化、发展而来的。藻类进行光合作用，放出大量氧气，在地面上形成臭氧层，减弱了日光中紫外线对生物的威胁，使水生生物有可能发展到陆地上，也为低等动物的兴起提供了食物。

森林从地球上消失了会怎样？

覆盖在大地上的郁郁葱葱的森林，是自然界拥有的一笔巨大而又珍贵的“绿色财富”。许多树木都可以吸收有害气体，如樟树、夹竹桃、丁香、枫树、刺槐、榆树、法国梧桐……都有很强的吸收二氧化硫、氯气、氟化氢等有毒、有害气体的能力。这些气体通过森林的过滤，通常有1/4可以得到净化或变成氧气。

树叶就像一张过滤网，它的表面生有绒毛，能够分泌黏液和油脂粘住灰尘，随后迅速喷射杀菌素，灭掉对环境有害的病菌。并且，林木还能吸收噪声，一条40米宽的林带，可以降低噪声10～15分贝。所以，为了给小朋友一个安静的学习环境，我们时常会在学校周围种上一些树木。

森林是如此重要，以至于联合国粮农组织把“生命之树”定为1991年世界粮食日的主题。如果没有森林，陆地上绝大多数的生物会灭绝，绝大多数的水会流入海洋；大气中氧气会减少，二氧化碳会增加；气温会显著升高，水旱灾害会经常发生。

那可是非常恐怖的哟！

种子是怎样萌芽的？

无论是在荒无人烟的大漠，还是在烟波浩渺的湖泊，我们都能见到顽强生长的植物，它们是怎么在不同的环境中萌发的呢？小小的种子破土而生是一个怎样的过程呢？它具备怎样旺盛的生命力呢？

只要种子的胚是活的，有合适的水分、空气和温度等外界条件，不久种子就会萌芽，长成幼苗。种子有双子叶和单子叶之分，它们的萌芽是不同的。

黄豆、绿豆长出黄豆芽、绿豆芽，就是一个双子叶植物种子的萌芽过程。这类种子萌芽时，首先吸收水分，体积膨大，突破种皮，子叶贮藏的营养物质输送给胚根、胚轴、胚芽。这三部分的细胞分裂、生长。胚根发育成根，胚轴不断伸长。当胚轴伸直时，顶端便带着两片子叶伸出土面——幼苗破土了。幼苗破土后，黄白色的胚芽显露出来，胚芽逐渐发育成植物的茎，茎上生出叶子，在阳光下逐渐变成绿色。

小麦、玉米、高粱等是单子叶种子。以玉米为例，种子萌芽时，子叶不伸出来，而是留在种子里，吸收胚乳的营养物质输送给胚根、胚轴、胚芽。胚根先从种子里伸出，发育成根。根的基部又长出三四条根。同时，胚芽也在伸长，突破种皮，逐渐伸长钻出土面，幼苗破土了。幼苗一出土面。胚芽见到阳光不久就变成绿色。

种子植物怎样演化成了优势物种？

种子植物是裸子植物和被子植物的总称，我们常的花草树木、瓜果蔬菜、粮食作物绝大多数都结种子。种子植物的出现虽然比苔藓植物和蕨类植物分别晚了3亿年和2000万年，却成为优势物种，这是为什么呢？

种子植物由胚珠经过传粉受精形成。种子一般由种皮、胚和胚乳三部分组成，有的植物成熟的种子只有种皮和胚两部分。种子还有很多适于传播以及抵抗不良条件的结构，为植物的种族延续创造了良好的条件。所以在植物的系统发育过程中，种子植物能够代替蕨类植物取得优势地位。

种子植物与人类生活关系密切，除日常生活必需的粮、油、棉外，一些药用植物（如杏仁）、调味品（如胡椒）、饮料（如咖啡、可可）等都来自种子。

为什么说开花植物的起源是个“讨厌之谜”？

化石记录中全球最早的花，可能要算近年来在中国发现的“辽宁古果”和“中华古果”，这两种看上去并不太美丽的植物有着完整的花朵和果实。关于它们生活的年代，有侏罗纪晚期（1.45亿年前）和白垩纪早期（1.25亿年前）等不同说法。不管怎样，科学家们普遍相信，开花植物首次出现在地球上，是1亿多年前的事。

开花植物已经在地球上生存了这么久，但是当我们面对在构造上、体型上及组织上都极为复杂且变化多端的花朵，要探索它们的起源是一件相当困难的事，因此，1879年达尔文写给虎克的信中提到：“由我们目前检视的所有高等植物，实在无法想象，它们怎么能在那么短的地质年代快速地发展出来，这真是令人心烦的神秘。”

世界上最早的花到底是什么样子，又起源于何时何地？100多年前，当达尔文这样对自己轻轻发问的时候，他或许没有想到，这竟成了困惑后人一个多世纪的“讨厌之谜”。

什么是被子植物？

被子植物也称为“开花植物”或“显花植物”，是现今植物界最最繁盛和分布最广的类群，最主要的特征是具有真正的花，花由花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊构成。目前地球上共有25万种至30万种被子植物。占植物界的一半以上。这还不包括新发现的种类。

最常见的被子植物有萝卜、榨菜、大白菜、西蓝花、花椰菜、青菜、丝瓜、西瓜、冬瓜、黄瓜、南瓜以及花卉中的满天星、菊花、芍药、牡丹、含笑、白兰、玉兰等。

被子植物是现代植物中最高级也是最繁茂的一个类群，分布很广。它的营养器官和繁殖器官都比裸子植物更为高级和复杂。自新生代以来，它们因为更适应环境一直占据优势。被子植物的特征包括以下几点：被子植物有真正的开花结果过程，所以又称显花植物；被子植物的胚珠贮藏于密闭的子房之中；被子植物具有发达的维管束结构组织；被子植物的花粉可经风媒、水媒、虫媒等方式传播。

为什么植物可吃的部分都有不同的味道？

我们所吃的食物，因为含有不同的化学物质，所以会有不同的味道。有甜味食物，多是因为含有糖，包括葡萄糖、麦芽糖、果糖、蔗糖等。不过，有些东西本身不甜，但到嘴里后就会变甜，比如含淀粉类食物，因唾液中酵素的分解，就变成有甜味的麦芽糖和葡萄糖。

带酸味的食物，多因为植物体内含有各种有机酸，包括醋酸、苹果酸、柠檬酸、琥珀酸、酒石酸等。

有苦味的，比如许多中药材，这多是因为其中含有生物碱所造成的。比如黄连，就含有很多的黄连素，所以非常苦。

至于辣味。原因就比较复杂了。辣椒含有辣椒素；烟草含有烟碱；生萝卜含有芥子油，才会有辣味。带有涩味，大多是有鞣酸的关系。比如生柿子、茶叶、橄榄等，都含有鞣酸，所以吃起来会有涩味。

种子放了许多年后还会发芽吗？

曾经有几位植物学家，在某地区的地下泥炭层里。发现几颗又小又硬的圆形东西，看起来有点儿像莲子，于是便带回去研究。

他们将这东西的硬壳破坏，泡在水中，几天后便长出幼苗，再悉心照料后，这幼苗竟开出淡红色美丽的荷花来。

30多年前，也曾经有科学家，在同样的地方发现古莲子。当时，他们估计这些莲子的寿命至少在250年以上。不过，现在的科学家用更先进的仪器探测，确定这种古莲子已埋在地下1000年以上了。

种子的寿命确实很长，当它离开“母体”后，就具备了独立生存的能力。它有自己储藏营养的仓库，而且耐寒耐热。如果遇到缺水的情况或被硬壳紧密包裹时，它的呼吸就会变缓，减少营养的消耗，然后长期休眠都没问题。

一旦遇到充足的水分、适当的温度和空气时，它马上就醒过来，呼吸加强，细胞开始分裂繁殖，胚也发育成幼苗，于是新生命开始了。

煮熟的种子为什么就不能发芽了？

种子煮熟后就不可能再发芽，这是什么原因呢？

首先，我们要了解，种子可分成三个主要部分，就是包在外面的种皮、储藏营养的胚乳以及发芽用的胚。

许多种子在成熟后，要经过一个休眠阶段，这时的种子，是完全停止生长的。当春天来临，种子遇到充足的水分、适宜的温度和足够的空气时，才会慢慢苏醒过来。种子一醒，会先吸收水分，使种皮变软，让整个种子膨胀，然后再将储藏的养分，经过酵素的作用，供给胚吸收，于是胚开始强烈呼吸，最后，胚根和芽就穿破种皮，种子就发芽了。

照这样来看，种子要发芽，必须要让胚进行呼吸作用，并且让酵素也产生活动。可是，被煮熟的种子经过高温加热，蛋白质已经全部凝固，胚已死了。不能进行呼吸作用，不能吸收养分和水，而酵素的活动也被高温给破坏，种子失去了生命力，当然就不可能发芽了。

为什么有些植物的茎是空心的？

我们把植物的茎切断来观察，最外层的是表皮，会长一些毛或刺；表皮里面是皮层，皮层中有一些薄壁组织和比较坚固的机械组织。这两层都比较薄，从皮层再往里面看，就是中柱部分。

中柱部分含有一个个的维管束，这是植物茎中最重要的部分，是用来输送养分和水分的组织。接着，中柱部分的正中心，叫做髓。髓的面积很大，都是些很大的薄壁细胞，功用是储存养料。

但是，为何有些植物中间髓的部分，已经萎缩消失，变成空心状态呢？其实，这是植物进化时所做的选择，这样反而对它有利。

植物茎中的机械组织和维管束，就好像钢筋混凝土建筑物中的梁架，而髓就好像建筑物中的填充物。有了这些，植物就可直立起来。

但如果没有髓，等于只是拿掉了填充物，就好像建筑采用的工字形结构，它的支持力大，又省材料，所以茎中空的植物，很不容易折断或倒伏，非常坚实。

植物也需要睡眠吗？

我们人类需要睡眠。其实植物也同样需要好好睡个觉哦。小朋友如果留心一下户外的植物，比如在夏天傍晚的时候，观察一下花生的叶子，它已经慢慢地向上合拢；还有一种草地上常见的三叶草，到了晚上，也会闭合起叶子，并垂下头来，这就是它们要睡觉了。

不过，植物的“睡眠运动”可不一定都在晚上进行。比如晚香玉的花，就在晚上才开放，好让夜间活动的蛾类来帮它传授花粉。所以，每当白天来临，晚香玉才会把花朵闭合，开始睡觉。

植物这种自动闭合的睡眠运动，受到环境的光线明暗、温度高低、空气干湿的影响。有些植物在夜间闭合，是为了减少水分蒸发和热的散失；而选择白天闭合的植物，则为了减低和阳光的接触面，降低水分的蒸发，并且还可防止害虫的侵扰。所以，各种植物会依照自己适合的方式来进行睡眠运动，同时也是一种自我保护的习性。

植物也会呼吸吗？

我们一刻也不能停止呼吸，其他动物也是一样，那么植物呢？如果植物会呼吸，那它是用什么部位在呼吸的呢？

要证明植物会不会呼吸，只要把一些植物放进一个空瓶子里，再盖上盖子，然后放在阴暗的角落。等到第二天，拿出瓶子，往里面倒一点澄清的石灰水，结果石灰水就变得和豆浆一样又白又浊了。

这个实验是在说明，植物跟我们一样在不停地呼吸，并且吐出大量的二氧化碳。所以瓶子里过了一天后，里面都是二氧化碳。当我们再倒进化学成分是氢氧化钙的石灰水时，它们就会通过化学反应合成白色的沉淀物——碳酸钙，使原本澄清的石灰水变混浊了。

植物没有鼻孔，它是用自己的整个身体、整个表皮来进行呼吸。气体会经由它身体上的一些小孔和薄膜进进出出，氧气由这里进入，二氧化碳也是由这里呼出。不过，植物虽然随时在呼吸，但白天有阳光时，光合作用就会比呼吸作用来得强烈。