书城科普青少年不可不知的1000个自然科学常识
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第9章 植物的起源

大约30亿年前,地球上已出现了植物。最初的植物,结构极为简单,种类也很贫乏,并且都生活在水域中;经过数亿年的漫长岁月,有些植物从水中转移到陆地上生活,陆地上的环境条件不同于水中,生活条件是多种多样的,而且变化很大。

经过研究发现,海洋是生命的摇篮,海洋中最早出现的植物是蓝藻和细菌,它们也是地球上早期出现的生物。它们在结构上比蛋白质团要完善得多,但是和现在最简单的生物相比却要简单得多,它们没有细胞的结构,连细胞核也没有,它们被称为原核生物,在古老的地层中还可以找到它们的残余化石。

由于气候变迁,生长在水里的一些藻类,被迫接触陆地,逐渐演化为蕨类植物,这一时代以后便出现了裸子植物。大约一亿年以前,在地形上爆发了一个植物界最大的家族——被子植物。它们快速发展起来,整个植物面貌与现代植物已非常接近,直到现在,还是被子植物的天下。就这样,植物在漫长的岁月中,几经巨大而又极其复杂的过程,几经兴衰,由无生命力到有生命力,由低级到高级,由简单到复杂,由水生到陆生,才出现了今日形形色色的植物界。

地球上最早的陆生植物化石出现在晚志留纪至早泥盆纪的陆地沉积物中,表明距今4亿年前植物已由海洋推向大陆,实现了登陆的伟大历史进程。植物的登陆,改变了以往大陆一片荒漠的景观,使大陆逐渐披上绿装而富有生机。不仅如此,陆生植物的出现与进化发展,完善了全球生态体系。陆生植物具有更强的生产能力,它不仅以海生藻类无法比拟的生产力制造出糖类,而且在光合作用过程中大量吸收大气中的CO2,排放出大量的游离氧O2,从而改善了大气圈的成分比,为提高大气中游离氧量作出了重大贡献。因此,4亿年前的植物登陆是地球发展史上的一个伟大事件,甚至可以说,如果没有植物的登陆成功,便没有今日的世界。

森林资源的作用

净化污水:森林使流过的水中的溶解物质含量大大减少,使水中细菌的数量大大减少。

降低噪声:树木浓密的枝叶使声波不定向反射或将声波吸收,使噪声大大降低。

调节气候:森林对温度、湿度、风力都有调节作用。大面积的森林能调节大范围甚至全球的气候。小面积的林带也能起到降温、增湿及净化空气的作用。

保持水土:森林树冠可以滞留降水而避免对地表的直接冲刷,并积蓄雨水。树木的根系能固定土壤、吸收水分。落叶、枯枝也能吸收相当数量的水分,减少地表径流,防止水土流失。

保护农田:森林和防护林带能减轻风、旱、涝等灾害。林带可以使风速大大降低,水分挥发量随之减小,湿度相对增大。此外,森林还具有维护生态平衡、美化环境、促使人体健康等方面的作用。

最甜的叶

菊科植物中有一种多年生得草本植物,名叫甜叶菊,它的叶是最甜的叶。这种植物原产南美巴拉圭东部,当地人称它为“巴拉圭甜茶”,又名“甜草”。从它的一千克叶片中可提取60~70克左右的菊糖忒结晶,其甜度为蔗糖的300倍,难怪人们赞美甜叶菊为“活糖精”。

甜叶菊栽种的第一年,株高可达0.8米左右,第二年可达2米。叶浅绿或浓绿色,相对着生于茎,全身披有短绒毛。9月中旬开花,花期1个月左右。花冠细吊钟形,一般为白色,有4~6多小花组成伞房状排列而成的头状花序。果形细长如纺垂形,种子千粒重为0.4克。

秋天树叶变黄的原因

高等植物叶片呈现的颜色是叶片内所含各种色素的综合表现,其中主要是绿色的叶绿素和黄色的胡萝卜素两大色素的比例。绿色植物叶片所含的各种色素的数量与植物种类、生长期、叶片年龄及季节有关。通常情况下,正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素含量之比为3:1.因此,叶片呈现绿色。在秋天或叶片衰老时,因外界条件的改变,叶绿素较容易破坏或被分解,数量减少;而类胡萝卜素比较稳定,不易分解,所以这时叶片呈现黄色。至于红叶,是因秋天温度下降,植物体内叶片中积累较多糖分以适应寒冷,就形成较多的花青素(呈红色),所以叶片呈现出红色,如枫树等叶子在秋天变红就是这个道理。

到了深秋季节,气温逐渐下降,植物感受到温度的变化,不再合成叶绿素以及原有的叶绿素分子被分解,使得叶片内的叶绿素深度逐渐降低,这时,叶片中的其它色素就会显现出它们的颜色,如花青素表现出来的是非常鲜艳的红色,叶黄素表现出的就是黄色。所以,秋天树叶的色彩有红色和黄色且深浅不一,非常绚丽。

染红海水的蓝藻

红海何以得名?难道海水真是红色的吗?原来,海水里生长着—种属于蓝藻家族的红色毛状带藻,它虽属蓝藻成员,但在体内却含较多的红色素,使藻体呈现红色。这样,当它们大量繁殖时,就把那碧蓝透绿的海水“染”成红色。世界上有名的红海就是这样得名的。英国的一个古战场上,阵亡将士纪念碑前常“血迹斑斑”,人们以为这是阵亡将士在“显灵”。其实,这只不过是蓝藻的红色素玩的一个把戏而已。

蓝藻是世界上已发现的最古老的植物。地质学家们在南非的谢巴金矿地层中,发现了一种距今已有三十多亿年历史的蓝藻类化石。这种古代蓝藻的模样儿同现代的蓝球藻差不多。蓝藻具有植物的最基本特征:能用自身拥有的叶绿素进行光合作用制造养分,独立繁殖,不依靠其他生物独立生活。

蓝藻是藻类植物中的一大类型、根据蓝藻化石,科学家们推测,最古老、最原始的植物——藻类是所有植物的祖先,大约出现在三十多亿年前,地球形成后的约十亿年以后。至今,古代蓝藻的子孙仍然广泛地生活在自然界里,是繁殖力最强的水生植物之一。海水中,淡水中,冰天雪地里,高温的泉水中,岩石上,到处有它们的踪迹。

蓝藻的种类很多,全世界有两千多种。它的生存能力很强,能在高达89℃的温泉水中生活。科学家们研究了蓝藻的特殊结构,发现其细胞内的特殊物质,凝固点高于89℃。

蓝藻对自然界的贡献很大。蓝藻中有一百多种属于固氮蓝藻,能利用空气中的游离氮素,制造氮素化合物。据估计,地球上的固氮蓝藻每年可从空气中固定纯氮1000万吨左右,相当于5000万吨硫酸铵所含的氮素。

最古老的高等植物

银杏在我国的名山古刹中随处可见。近十年来,由于银杏叶药用用途的开发和银杏果实广泛进入食谱,人工栽培林大量涌现出来。但这并不能否认银杏的古老和稀有。银杏的祖先在二亿七千多万年前就出现了,一亿七千多万年前,银杏已遍布世界各地。在那蕨类植物主宰世界的时代里,它可说是最早出现的高等种子植物之一了。以后,在冰川运动时期,绝大多数银杏都同恐龙一起灭绝了,只在我国流传了下来,成为稀世之宝。

银杏是落叶乔木,树形高大典雅,叶子无腹背面,上面有许多平形而分叉的图形,扇形,像一把把小纸扇,独特而美丽。

银杏的果实俗称白果,可作药治疗气喘病和肺结核,亦可食用,但其芽中含有青甙和白果酚甲等有毒物质,吃时要去掉芽,不可多吃,谨防中毒。银杏叶和种皮是很好的土农药,可防治害虫。如果你用银杏叶做书签,还可驱除蛀虫呢。

银杏在春季开花,雌雄异株,引来无数蜜蜂采蜜,是很好的蜜源植物。

芳香名木

檀香树是我国著名的珍贵树种。驰名中外的檀香扇就是用檀香木做的。檀香扇摇风生香,而且扇存香存,保存数载仍然清香扑鼻。北京雍和宫内有一座有名的巨佛,高26米。直径3米,由一根檀香木整体雕塑而成,是不可多得的艺术珍品。

檀香属檀香科植物,又名白檀,常绿乔木,原产印度、澳大利亚和非洲,我国台湾、广东靠引种载培。由于檀香木材奇香,常用作高级器具、镶嵌、雕刻等用材。从檀香木中经蒸馏提取出的檀香油,含有90%的檀香醇,是名贵的天然香料。

在我国海南岛,还出产一种降香檀,虽与檀香树不同科,是豆科植物,但其木质、清香、用途都与檀香树有异曲同工之妙。

植物抗生素

大蒜又叫胡蒜,是百合科一年生植物,原产中亚。早在五千多年前,人们就开始食用大蒜。当古希腊举办第一次奥林匹克运动会时,大蒜便被作为运动员的“兴奋剂”而鼓励食用。古埃及和古罗马的人深信吃大蒜能治病,并使人身体强壮而勇敢。

近代科学研究证明,大蒜中所含的一种挥发性物质——蒜素,是一种植物抗生索,付致病的痢疾杆菌、葡萄球菌、霍乱弧菌和链球菌等有很强的抑制和杀灭作用。不仅如此,大蒜还是防治心脏病、高血压病,防止动脉硬化的良药,能降低血液中的胆固醇含量。更奇特的是,大蒜能增强人体抗癌免疫力,因为大蒜能阻断致癌物质——亚硝酸胺的合成和吸收的途径。一般人都怕吃药,可喜的是,这种能防病治病的“良药”是人们喜食的蔬菜和烹饪佐料,用它的蒜头烹制的大蒜肚条、大蒜鲢鱼、蒜茸白肉、蒜茸文蛤,用它的蒜薹烹制的腊肉蒜薹,用它的蒜苗烹制的回锅肉等,能使你食欲大振,胃口大开。遗憾的是,大蒜有一股难闻的臭气,吃者不觉,周围的人就难受了。

大蒜的品种很多,有的专用于蒜苗的生产,是一种小瓣蒜品种;有的专用于蒜薹或蒜头的生产,是一种大瓣蒜品种。独头蒜则是因栽培管理原因造成的一种不正常的大蒜鳞茎,产量较低,但川西平原产的独头蒜是优质的大蒜品种,又当别论。

落叶一般正面朝地

因为树叶的正面细胞排列整齐,很密,包含着很多叶绿体,叫作栅栏组织,背面细胞内叶绿体少,排列疏松,称为海绵组织,它比正面轻。树叶正面重背面轻,所以飘落地面的时候,背面常常向上,正面就朝下了。

一切物体在自由下落过程中,都是密度小的部分在上面密度大的部分在下面。

可以吃虫的草

猪笼草有一些香味芬芳的“花瓶”,那些贪吃的昆虫闻到香甜的蜜汁味,就飞上或爬到瓶口来吃,稍不留神就会滑到瓶底,被消化液牢牢粘住。消化液能将昆虫麻痹,使它们慢慢腐烂。猪笼草的叶子能吸收腐烂昆虫的汁液。

中国古代使用的植物香料

我国古代的用香,非常讲究各种香料的配合,以形成种种不同的香气,达到不同的效果。所使用的植物香料主要有:檀香,丁香,龙脑香,沉香,等等。主要是从植物的枝、叶、花等部位采集的植物精油、香树脂和树胶等制成。

我国古代使用各种香料制作面脂、护发香泽等化妆用品,将香料用于美容的历史也很悠久。唐朝的《香乘》一书中,还记载有贵族妇女经常各自带着香料比较优劣,称之为“斗香”。

早在汉代,古人就将植物香料用于医药保健方面了,名医华佗就曾用丁香、百部等药物制成香囊,悬挂在居室内,用来预防“传尸疰病”,即肺结核病。而且香除了外用,还可以内服。明代医家李时珍的《本草纲目》中就记载用“线香”入药,并且将植物香料即香药分为三类计127种。

国家珍稀植物名录

一级保护植物:桫椤。

二级保护植物:圆籽荷、伯乐树、红皮糙果茶、大苞白山茶、野茶树、海南粗榧、篦子三尖杉、山铜材、琼棕、马蹄参、格木、伞花木、猪血木、水松、狭叶坡垒、坡垒、海南油杉、荔枝、紫荆木、蕉木、疣粒野稻、药用野稻、白豆杉、囊瓣木、合柱金莲木、上药门花、观光木。

三级保护植物:舌柱麻、白桂木、胡豆莲、海南梧桐、珊瑚菜、巴戟、苦梓、银钟花、蝴蝶树、海南大风子、黏木、油杉、海南紫荆木、凹叶厚朴、香籽含笑、翠柏、华南栲、青钩栲、沉水樟、短萼黄莲、海南巴豆、台湾苏铁、陆均松、降香黄檀、龙眼、海南龙血树、绣球茜草、八角莲、野大豆、水椰、兰花蕉、缘毛红豆、乐东拟单性木兰、闽楠、华南五针松、长叶竹柏、鸡毛松、青檀、半枫荷、银鹊树、红椿、南方铁杉、长苞铁杉、青梅、任木、穗花杉、见血封喉、土沉香、爪耳木。

我国特有的植物

中国特有的植物有200属,归72科,其中银杏科、钟萼树科、珙桐科和杜仲科是中国的特有科,也是十分古老的植物,主要分布在秦岭、山东以南的亚热带和热带地区,尤其集中于西南至华中、华东地区。在这72科中,多数为热带、亚热带和温带分布科,并且绝大多数是古老或原始的类型,主要有白豆杉,五加科的通脱木,马兜铃科的马蹄香,腊梅科的腊梅,榛科的虎榛子,石竹科的金铁锁,金缕梅科的牛鼻栓、半枫荷,毛茛科的独叶草及菊科中少有的木本属蚂蚱腿子和栌菊木等等。