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叫两性花;这种植物则是雌雄同花植物。更有趣的像番木瓜;它既有单性花;又有两性花;为一种〃混性植物〃;特别是在一些雌雄同株异花的植物上;花的性别还可随着开花的部位;植株的年龄而变。如蓖麻;下部开的是雄花;中部开的是两性花;上部开的几乎全是雌花。所以说植物的性别比动物要复杂得多。
在植物界中;植物雌、雄同株或异株已经不是什么新闻了。但是雌雄互变现象;却是令人费解的。天南星属中有些植物;在春天生出时都是雄株;可是〃公〃的经过了3~5年生活之后;又摇身一变成了雌株。更为奇特的是;过了一些年之后;又恢复成雄株。性别的变化曾引起不少生物学家的兴趣。
研究发现;植物性别变化;与植物体内激素分泌情况有关;如细胞分裂素、赤霉素、乙烯等都参与了性别分化的作用。环境条件的改变;使体内的性激素发生变化;也可以改变性别。例如黄瓜;早期少施氮肥、多施磷肥;增加灌水;就可以促进多开雌花。又如大麻;在无氮培养液中生长;几乎全是雄株;但是随着氮肥增加;雌株的比例也会相应提高。用化学药剂处理;在黄瓜幼苗长到2~3片真叶时;喷洒万分之一的带乙酸钠盐溶液;则可以使雌花在数日之内增加3倍。
控制植物的性别;夺取农业高产;这已经不是什么幻想了。人们通过控制环境条件、化学处理等方法已在生产上取得明显效果。
植物世界的〃媒人〃
开花、传粉到产生种子;这是开花植物繁衍后代的一种有性生殖方式。
自然界中;除了豌豆、菜豆少数植物是自花传粉;即自己的花粉落在自己同一朵花的柱头上之外;大部分开花植物都是异花传粉的。异花传粉一定要借外力传送。那么;一株植物的花粉靠什么力量传到另一株植物的柱头上呢?
说来也十分有趣;原来植物有各种各样的〃媒人〃来帮忙。
那些花瓣美丽、气味芬芳(也包括臭花)和有香甜蜜汁的花;它们能用色、香、蜜来引诱蜜蜂、蝴蝶、飞蛾、甲虫、蝇或蚂蚁等昆虫来为它们传粉;这叫虫媒花;各种昆虫就是它的〃媒人〃。像杨树、松树、稻、玉米等一些植物;全靠风来做〃媒人〃;它们不需要有美丽的花瓣;这是风媒花。风媒花的花粉数量很多;花粉光滑而干燥;有的甚至带有便于飞行的气囊;在风力的帮助下;花粉可以随风升到超过2千米以上的高空。当风媒花的花粉随风飞扬;落到同种植物雌蕊的柱头上以后;也可以达到受精的目的。风媒花的植物在长期适应风力传播花粉的演化中;像稻、玉米等植物雄蕊的花丝已经演变得特别细长;使花药悬垂在花的外面。这样;当它们在微风中轻盈摇曳时;就能更好地散发出花粉;与此相应的雌蕊的柱头也变得突出而且富有粘性;有的就像羽毛一样(如稻、雀麦等的柱头);可以更有效地接受由风送来的花粉。
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靠水来传送花粉是水媒植物的特点。最有趣的是苦草;扎根在水下的淤泥中。它的雄花花蕾形成后;从花梗脱落;漂浮在水面上开花;雌花花蕾形成后;则借助一根极长的花梗伸长在水面;雌花在水面上开花;但不脱离花梗。这时;浮游在水面上的雄花;经过与雌花碰撞后进行传粉;随后;雌花闭合;那根延伸得很长的花梗会表现出螺旋状的卷曲;把雌花拉入水底;让果实在水底成熟。
在热带和部分亚热带地区;还有靠鸟和蝙蝠来传粉的。蜂鸟很小;当它来访时;在花外固定的位置上振动翅膀;将长而硬的喙伸入花内用长舌来采蜜;它那娇小的躯体及头部也就碰触到了雄蕊和雌蕊;从而达到了传粉和受粉的目的。蝙蝠也是植物的传粉者;这一点也许还不大为人们所熟悉。蝙蝠传粉的对象是夜间开放的花;它们大多是直接在茎上开花的〃茎花植物〃(如菠萝蜜等)。这些花大多花冠张开得很大;有大的花药及胶粘的蜜腺;蝙蝠喜欢食用它们富含蛋白质的花粉;同时以帮助传粉作为报偿。
植物繁殖后代的方法
〃种瓜得瓜;种豆得豆〃;种子是植物传宗接代的一个主要手段。但是通过根、茎、叶来扦插;像孙悟空〃分身术〃那样;也可以再生出新的植物来;俗话说;〃无心插柳柳成荫〃;插柳就是用茎进行扦插繁殖的一个最好的例子。
实际上;靠茎来繁殖的例子多得很。对于有鳞茎、球茎、块茎、根状茎或匐伏茎的植物;用茎进行营养繁殖比用种子繁殖更为普遍。土豆大家都很熟悉;在供人们食用的块茎上;有许多像眼睛一样的小凹窝;窝内就长有芽;叫做〃芽眼〃。由于芽眼中的芽太小;平时不仔细看是看不见的。种土豆时;只要将这些带有〃芽眼〃的部分切成小块来种植;就可以发芽长出新的土豆来。山药更是一种有趣的植物;它的肥大的技状或掌状根;是我们食用的部分。在它的地上部分的叶腋内;还生长着一些也可以吃的有指头大小的〃珠芽〃。珠芽有一个奇怪的别名叫〃零余子〃;它是茎的一种变态;在它的顶端也长有〃芽眼〃;所以用它也可以进行繁殖。
还是回到插柳上来吧。插柳之所以能活;是在于这一段茎虽然脱离了母体;但仍然是有生命的。只要环境条件合适;在截断的伤口部分;细过细胞分裂可以产生出一团白色的细胞团(愈伤组织);并且从这愈伤组织的地方能长出根来。这样;截下的那一段枝条就成了一颗能独立生活的植株。用扦插来繁殖的植物很多;像果树中的无花果、葡萄、石榴;林木中的白杨、泡桐、水杉、桑树;观赏植物中的夹竹桃、月季、非洲紫萝兰等;它们中有的是用茎、有的用叶、有的用根;通过扦插繁殖可以在短期内迅速扩大植物的数目;而且可以保证植株的遗传特性不变。对于有些采用扦插而不易生根的植物;还可以用植物激素;如萘乙酸、吲哚乙酸、吲哚丁酸处理来促进插枝生根。
近年来;随着生物工程技术的迅速发展;利用植物组织培养的方法已可使植物的一小块叶、一小段茎;甚至一个细胞;将它们放在玻璃瓶内的培养基上培养;而产生出成千上万的植物新植株来。这叫做植物组织培养法;它能快速繁殖植物新植株;所以有时就简称〃组培〃或〃快繁〃。这种方法与用扦插的方法相比较可以说又前进了一大步。
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种子萌发
种子植物的生长;是从种子的萌发开始的。在适宜的温度、充足的水分和氧气供应的条件下;种子从休眠的静止状态转变为活跃状态并开始胚的生长;这就是萌发。种子萌发后;胚继续生长;通常以胚根或胚芽伸长到一定程度时;作为种子萌发的标志。如水稻;在胚根突破种皮时为〃露白〃;幼芽长度达到种子长度的一半则为萌发。
萌发的过程;从种子吸水膨胀开始;然后种皮变软。吸水之后;原生质由不活跃的凝胶状态变为活跃的溶胶状态;种子内代谢活动大大加速;贮藏的物质发生转化;并分解为可溶性的简单化合物;运送到胚部的生长区;作为幼苗未独立之前细胞活动和生长所需的物质与能源。所以;水是种子萌发时物质转化、能量转化与形态转化的必不可少的条件。
在水分吸入的同时;氧气也随之进入种子。通过充足氧气的供应;使贮藏的有机物逐步氧化分解;最后生成二氧化碳和水并释放出能量。因此;种子萌发时能量的供应过程也是一个需氧的过程;如果氧气供应不足;正常的呼吸作用会受到影响;种子也不能正常萌发。所以播种时如果播得过深或土壤积水都会造成种子缺氧而影响萌发。
萌发的另一个重要条件是温度。温度的高低主要与酶的活动有关。种子萌发时内部发生的一系列生物化学变化;都是由酶在控制着。温度低时;酶的反应慢或停止;温度太高;酶又会被破坏;因此;种子萌发时必须有一个最适的温度。多数种子萌发时所需的最低温度为0~5℃;最高不超过35~40℃;而最适的为25~30℃。
一般说来;只要是有生活力的种子;在满足了水分、氧气、温度这三个条件之后都会顺利萌发。但也有少数种子萌发时则需要光照或黑暗的条件。
如胡萝卜、烟草和禾本科牧草的种子在光下萌发更好;而苋菜种子只有在黑暗中才能萌发。
种子萌发是植物一生中一个转折时期;了解了它们在萌发时必须的条件及物质转化特点;对合理运用农业技术措施;促进生产发展极为重要。
会爬行的种子
会爬的动物在自然界中到处可见;爬行的蛇;可作尺蠖运动的昆虫幼虫……可你见过自己会爬的种子吗?
野燕麦的种子就有会爬的本领。先来看看它是怎样爬行的。它的种子外壳上有一根长芒。芒的中间呈膝状弯曲。长芒分为芒针(上部)和芒柱(下部)两个部分。芒柱平常是扭曲着的;它有个特殊功能;即对空气干湿度极为敏感。空气相对湿度的增加;芒柱不断吸水膨胀;随后发生旋转。芒