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植物的“求生欲” 成长的烦恼(五)

2021-06-30秋西

科学Fans 2021年5期
关键词:荨麻储水仙人掌

秋西

不被吃掉,也是一种生存的智慧

许多植物所要面对的最大生存威胁之一,就是——被动物吃掉。是的,对于处于食物链底层的植物来说,它们肥美多汁的叶片,往往是食草动物们最佳的能量来源。面对动物的啃咬与进食,植物没有逃走的能力。因而在长期的演化过程中,一些植物的叶子便形成了种种自我保护措施,诸如披针带刺、毒毛丛生、恶臭难熬等等。

“铠甲”带刺

枸骨

●技能

叶片边缘带刺,实现自我保护。

一些植物的叶子会穿上带刺的“铠甲”,使得动物不敢问津。仙人掌科植物就是典型,我们看到仙人掌肥大的“掌状叶片”,其实是它们的茎,而茎上的那些小刺,才是它们的叶片。除了仙人掌科植物将整个叶子变成“刺”之外,还有一种植物,它们是在叶片的边缘长出尖锐的刺齿,例如枸骨(Ilex comuta),这种植物有一个别名叫“鸟不宿”,其叶片的威慑力由此就可见一斑了。

气味御敌

有些植物叶子甚至全株都会散发特殊气味,对动物而言可能恶臭难耐,根本下不了嘴,植物也因此得以自保。譬如唇形科的药用鼠尾草和百里香,含有特殊气味,动物也不会搭理。

化学警告

还有一些植物中的“狠角色”,它们的叶片里还附带毒素或其他刺激性的化学物质,让自己的防御威力进一步提升,例如许多人童年的噩梦——荨麻(Urtica fissa)。其实,荨麻属的成员基本都拥有能蜇人的刺毛,坚硬而中空,刺毛中还富含甲酸、丁酸等酸性物质。而甲酸又俗名蚁酸,因此被它扎到会让伤口产生如同被蚂蚁咬到一样,又痛又痒的难受感觉。这让荨麻避免了被大量食草动物吞食的命运。

荨麻的叶片上生有细密的刺毛

潜伏伪装

还有一些植物,它们没有那么强的攻击性。而是采用另外的手段躲避牛羊等动物的采食,那就是伪装自己,比如生石花(Lithops pseudotruncatella)。这类番杏科植物原产自非洲南部和西南部,一般生长在砂砾之间,它们体型矮小,外观又酷似石头,经常能从动物嘴里逃过一劫,简直是植物界出色的伪装者。

生石花

●技能

伪装石头躲避天敌,储存水分防御干旱。

节约资源,应对干旱环境

在水资源匮乏的环境下,植物可能要忍受成年累月的干旱,其中一种生存策略是白天尽量降低新陈代谢消耗,等到晚上凉爽一些,生命活动才开始活跃起来。此外,对于生活在干旱地区的植物而言,储水与保水也是一门关键技能。因此,沙漠植物的叶片也就逐渐进化出一些奇特的形态,它们或变小,或变厚,或在表面形成一层蜡质,或呈刺状,甚至直接“删除”了叶片。

“增肥”储水

熊童子

●技能

叶片肥厚多浆,兼任储水“容器”。

生活在干旱地区的植物,需要尽可能多地储存水分用于维系生命,因而渐渐形成了肥厚、膨大的叶片。其中最著名的例子莫如近年来植物界的“网红”——多肉植物,它们的原生环境基本都是炎热干旱地区,肥嘟嘟的肉质叶子就是对这种恶劣环境的一种直接反应,例如景天科的熊童子(Cotyledon tomentosa)原产自南非,生长在半荒漠环境下,肥厚的叶片就像一个储水容器,让它们在干旱的环境中也能生活得很滋润。而前面提到的生石花,它们酷似石头的球状叶除了起到伪装作用之外,同样也有储存水分的功能。

“瘦身”节水

沙拐枣

●技能

线形叶片,减少水分蒸发。

一般而言,植物的葉片总会长得薄且表面积大,这是为了增加与阳光接触的面积,有利于光合作用。但是在炎热的环境下,宽大的叶片会让植物通过蒸腾作用散失很多水分,因而很多沙漠植物会将叶子变小来减少水分蒸腾的面积。例如分布在我国内蒙古中西部、甘肃西部及新疆东部沙漠中的“精灵”——沙拐枣(Calligonum mongolicum),它的叶片呈线形,这样可以尽可能减少水分蒸发,以此在恶劣的环境中繁衍生息。

而在极为炎热的环境中,有些植物会同时采用上述两种策略,只不过膨大储水的区域变成了茎干部分,而叶子则会变小,甚至完全消失。前文中提到的仙人掌就是典型例子。而生长在纳米比亚沙漠中的一种刺枝瓜(Acanthosicyos horridus),它在长期演化过程中,叶子已经完全消失,取而代之是茎干开始局部膨大,并长出绿色组织以代替叶片进行光合作用,还有利于储存水分。

叶片完全消失的刺枝瓜

无论是自我保护、低调伪装以防御天敌啃食,还是通过“增肥”或“瘦身”来适应干旱环境,都是植物的叶子在漫长的进化过程中解锁的生存技能。而在下一回,我们将了解到植物更为丰富的变化技能。

学科标签

生物

蒸腾作用是植物的一种复杂的生理活动,植物在产生蒸腾作用时,主要是将体内的水分以水蒸气的状态从叶片表面散失到外界空气中。生活在炎热干旱环境中的植物会用各种办法降低自身的蒸腾作用,以提高生存率,那么,蒸腾作用对于植物来说是否都是有害无益的呢?如果不是,请列举出几项蒸腾作用对植物的益处。

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