※为什么有的树叶秋天会变成红色
人们平时总是说“绿叶红花”,仿佛叶子总是绿色的。确实,在大自然中,树叶和其他植物的叶子在绝大多数时间里几乎都是绿色的。可也有些树种,在秋天时它的树叶颜色会起变化。有名的北京一景——香山红叶,那漫山遍野的红叶,真使游人们陶醉而流连忘返。江南一带的枫树,到了秋天,也是一派“红枫如火”的景象。唐代大诗人杜牧的名句“霜叶红于二月花”便是对秋天红叶的赞美。
那么,叶子的红色是怎么染上去的呢?原来叶子的颜色是由它所含的色素来决定的。一般的叶子含有大量的绿色色素,我们叫它叶绿素。另外还有黄色或橙色的胡萝卜色素,也还有红色的花青素等。
叶子的叶绿素和胡萝卜素是进行光合作用的色素。它们在阳光作用下,吸收二氧化碳和水,吐出氧气,产生淀粉,所以叶绿素是十分活跃的家伙,但它也很容易被破坏。夏天的叶子能保持绿色,是因为不断地有新的叶绿素来代替那些褪色的老叶绿素。到了秋天,天气逐渐转冷,大多数叶绿素的产生就会受到影响。叶绿素遭破坏的速度超过了它生成的速度,于是树叶的绿色逐渐褪掉,变成了黄色。那黄色就是因为胡萝卜素还留在叶子里。
有些树种的树叶会产生大量的红色花青素,叶子就开始变红了。叶子产生花青素的能力和它周围环境的变化有很大关系。如冷空气一来,气温突然下降,植物中的花青素就容易形成。因此,秋天有些树上的树叶就会变红。
※树的年轮是怎么回事
人有年龄,那么树木呢?树有年轮。树在锯倒之后,从树墩上,可以看到许多同心轮纹,一般每年形成一轮,故称“年轮”。这年轮是怎么形成的?它又是怎样把大自然的变化记录在身上的呢?
植物生长由于受到季节的影响而具有周期性的变化,在树木茎干韧皮部的内侧,有一层细胞生长特别活跃,分裂快,能形成新的木材和韧皮部组织,这一层称为“形成层”,树干增粗全是它活动的结果。春夏两季,天气温暖,雨水充足,形成层细胞的活动旺盛,细胞分裂较快,向内产生一些腔大壁薄的细胞,输送水分的导管多而纤维细胞较少,这部分木材质地疏松,颜色较浅,称为“早材”或“春材”。夏末至秋季,气温和水分等条件逐渐不适于形成层细胞的活动,所产生的细胞小而壁厚,导管的数目极少,纤维细胞较多,这部分木材质地致密,颜色也深,称为“晚材”或“秋材”。每年形成的早材和晚材,逐渐过渡成一轮,代表一年所长成的木材。在前一年晚材与第二年早材之间,界限分明,成为年轮线。
树木的年轮有何用途呢?年轮不仅可以告诉人们树木的年龄,它还可以把大自然的变化记录在这一圈又一圈的年轮上,像气候状况、地震或火山喷发等都会反映在年轮上。
※“指南草”为什么能指南
如果你到广阔的内蒙古大草原旅游,那里美丽的草原景色迷住了你,你不幸迷了路,正在那儿放牧的蒙族牧民一定会告诉你:“只要看看‘指南草’所指的方向就知道路了。”
“指南草”是人们对内蒙古草原上生长的一种叫野莴苣的植物的俗称。一般来说,它的叶子基本上垂直地排列在茎的两侧,而且叶子与地面垂直,呈南北向排列。
为什么“指南草”会指南呢?
原来在内蒙古草原上,草原辽阔,没有高大树木,人烟稀少,一到夏天,骄阳火辣辣地烤着草原上的草,特别是中午时分,草原上更为炎热,水分蒸发也更快。在这种特定的生态环境中,野莴苣练就了一种适应环境的本领:它的叶子,长成与地面垂直的方向,而且排列呈南北向。这种叶片布置的方式,有两个好处:一是中午时,亦即阳光最为强烈时,可最大程度地减少阳光直射的面积,减少水分的蒸发;二是有利于吸收早晚的太阳斜射光,增强光合作用。科学家们考察发现,越是干燥的地方,其生长着的“指南草”指示的方向也越准确。其道理是显而易见的。
※葵花为什么向太阳
葵花向太阳,这是人们司空见惯的现象。其实向太阳的岂止是葵花,几乎所有的植物都具有趋光性。这是什么道理呢?
德国植物学家苏定经研究发现,植物的趋光与否,全是由幼苗的顶芽来决定的。他在1909年曾做过这样一个实验:把野麦幼苗的顶芽切去,它就不向光了;如果把顶芽接上,它就又奔向阳光。
所以他断定,在顶芽里,一定有种指挥植物趋光的东西,可这种东西是什么呢?
原来起到这种作用的,是一种名叫吲哚乙酸的植物生长素。这是美国植物生理学家弗里茨·温特在1926年发现的。他让植物的芽鞘一面得到阳光的照射,一面得不到阳光的照射,发现芽鞘逐渐弯向了有阳光的一面。由此,他便从芽鞘里分离出了植物生长素——吲哚乙酸。经科学家的研究发现,这种化合物是怕见阳光的。所以,当阳光照射的时候,它便跑到了没有阳光的一面,结果促进了遮阴部分生长加快,受光部分则生长缓慢,由于重力的作用,植物便弯向了有阳光的一面。
关于植物的趋光性问题,科学家们还在继续探讨,做结论还为时尚早。这个谜一旦被彻底揭开,人们对植物的认识就会又跃上一个新台阶。
※有些植物为什么会螫人
大家都知道会螫人的动物有蜜蜂、大马蜂、蝎子等,它们螫人的武器是尾部的针刺和毒囊。但是你是否知道,有些植物也会螫人。荨麻、大蝎子草等草本植物以及台湾的“咬人狗”、海南的火麻树等,这类植物的茎叶都具有尖利的刺毛,刺毛触及人或牲畜的皮肤,使人畜十分痛痒难受,有的甚至会引起儿童或幼畜死亡。
为什么这些螫人的植物的刺毛会那么厉害?原来,它们既有针刺,也有分泌毒液的机关。这些植物利用这些手段来抵御大自然的逆境,或阻止动物的伤害。
如蝎子草把毒素和刺毛这两种防御武器相结合,产生了更为有效的自身防护。蝎子草叶子上有许多刺毛,谁要侵害它,它就毫不客气地戳入“入侵者”,同时注入蚁酸、醋酸、酪酸等混合毒液,使“入侵者”疼痛难忍。
我国有多种会螫人的植物,人们要特别留神,千万别让它们伤害了。万一被螫人植物螫伤,那得赶快用肥皂水冲、洗或在伤处涂抹碳酸氢钠溶液。如皮肤痛痒被抓破,可用浓茶或鞣酸湿敷伤口,以防止感染。
※笑树为什么会笑
非洲卢旺达首都有一家植物园,人们在那儿游览,遇到刮风的时候,就会听到“哈、哈……”的笑声。不知缘由的游人左顾右盼,也休想找到那个发笑的人。当地人便会手指一棵大树,自豪地来帮助解开谜团:“这是一种会发笑的树,它以笑声表示对你的欢迎。”
笑树为什么会笑?原来,它是一种小乔木,高约7~8米,树干深褐色,叶子呈椭圆形。每根丫杈间,都长着一个像小铃铛般的皮果,它又薄又脆,里面是个空腔,生着许多小滚珠似的皮蕊,能自由滚动;皮果外壳长满斑斑点点的小孔。一阵风吹来,皮果随风摇动,皮蕊在空腔里来回滚动,不断撞击既薄又脆的外壳,发出像人一样的笑声。因此,当地人称它为“笑树”。
更有趣的是,巴西有一种名叫“莫尔纳尔蒂”的灌木,它在白天能“笑”,晚上会“哭”,发出不同的声响。植物学家经过研究后,认为这一奇妙的现象与阳光的照射有着密切的关系。
※笛树为什么会奏乐
当你来到南美洲安第斯山北麓,就能听到一阵阵清脆悦耳的笛声,哪是谁在演奏呢?原来,这是一种会奏乐的树发出来的声音,当地人叫它“蒲甘笛树”。这种树要10个人手拉着手才能把它围起来,树荫十分浓密,片片叶都像喇叭似的,好像挂在树梢上的千百万支笛子,在风的吹奏下发出优美动听的乐曲。有趣的是,随着风的大小和方向的变化,曲调和节奏也会发生变化。当微风吹拂时,它低头呻吟;当狂风劲吹时,它山摇地动;当风雨交加时,它发出密如连珠的鼓声。
笛树为什么会奏乐呢?人们在它的喇叭状的叶子上找到了秘密。叶子的末端有个小孔,由于叶大小不一,叶孔也就各异了,不同强度的风吹过这些小孔时,就发出各种高低长短不同的声音,形成了抑扬顿挫的声音。
非洲还有一种会吹笛的荷花,人们叫它“水笛荷”。它的花朵巨大,花的基部有4个小孔,气孔内壁覆盖着一层花膜,只要有微风吹来,就会发出各种音响。
※人参为什么像“地下婴儿”
人参是非常名贵的中药,生长的年代越久,就越贵重。许多人见到有脑袋、有眉眼、有双臂、有两腿的人身状的人参,都觉得好奇。
人参为什么像一个“地下婴儿”呢?原来,人参是多年生的草本植物。我们看到的人参部分,实际上是人参的根,它既怕强光照射,又怕风雨侵袭,只有树荫浓密的大森林才适合它们生长。每天从朝阳东升到夕阳西下,有了从树荫缝隙中射进来的和煦的阳光,就足以使它们生长。深山土硬,石块儿多,当人参的主根向下生长受到阻力的时候,根的伸展就比较困难,导致被迫分杈。人参叶子制造的养料继续往下,送往邻近的侧根,于是侧根膨大起来,就长成了两条“腿”。主根的上端有一个像人头的突起“芦头”,上面有一些凹痕,这实际上是人参在根上方的茎上留下的痕迹。人参每年春天发芽长出新枝,秋末茎叶枯萎,因此每年在芦头上留下一个眉眼和嘴巴形的凹形。凹痕越多,人参的年龄就越大,其药效也越好。
※跳豆为什么会跳动
你听说过有一种自己会跳动的跳豆吗?
在墨西哥,孩子们玩的一种特殊玩具就是跳豆。跳豆是热带植物的种子,它的外壳呈青棕色,形状和颜色与普通的松子很相像。将这种豆放在桌子上,它会微微蠕动;要是把它放在手心里,它就跳起来,高度可达1厘米,还会“翻筋斗”呢!把它放到被太阳晒热了的土地上,它一跳就是几厘米高,而且跳个不停。
跳豆跳动的秘密在哪里?原来,在花开时节,蓓蕾满枝的时候,有种卷叶蛾科的小蛾,飞落到花朵的子房上产卵,子房长成果实,卵就自然而然地包在里边了。以后卵又慢慢地孵化成幼虫,舒舒服服地在里边靠吃籽实的仁活命。过了几个月,跳豆跌落在地上,它剩下的只是一个空壳了,里面籽实的仁都已被幼虫吃光。跳豆里面的幼虫最后一对腹足抓住坚果的内壁,迅速地向上躬起身子,因为幼虫相当肥大,这么一动,坚果的重心就往上移了,豆就跳动一下。环境越暖和,幼虫就越爱动。幼虫感觉到了手心里散发的热气,就跳得厉害。在晒热了的土地上,幼虫在里面闷得不好受,就不断耸动自己的身子,于是跳豆就不停地跳动了。
※飞蛾为什么扑向灯光
夏天的晚上,当屋子里点上电灯后,常常有蛾子飞进屋来,围绕着灯光团团打转。如果灯光熄灭了,这些蛾子就会很快飞散。可是,当灯光重新点亮时,蛾子又会从四面八方再度飞来。
那么,飞蛾为什么扑向灯光呢?过去,人们只认为飞蛾特别喜欢光亮,“飞蛾扑灯”说的正是飞蛾的趋光性。其实,飞蛾看不见红色光线,而对紫外光线的反应特别灵敏。因此,人们利用飞蛾的这种特性,在田野里悬挂起一盏盏紫外光灯,在灯下放置水盆或设下“陷阱”,让飞蛾在绕灯打转时跌进去,从而诱杀它们。
科学家经过长期的观察和实验,还发现飞蛾在夜间飞行活动时,是依靠月光来判定方向的。它总是使月光从一个方向投射到它的眼里。当它绕过障碍物转弯以后,只要再转一个弯,月光从原先的方向射来,它也就找到了方向。在没有月亮的时候,飞蛾看到灯光时,错误地认为这是“月光”哩!于是,它就用这个假“月光”来辨别方向。它只要使自己与遥远的月亮保持固定的角度,就可以使自己朝一定的方向飞行,方向就不会错。可是,由于灯光离飞蛾很近,飞蛾为了使自己同光源保持着固定的角度,就会不停地绕着灯光打转转,直到最后筋疲力竭地死去。
※萤火虫为什么闪闪发光
夏天的黄昏,人们常常可以看到,萤火虫三三两两在树丛中、小河边,飞来飞去,时隐时现。那绿色的幽光,忽上忽下,忽快忽慢,闪烁飘动,仿佛天上掉下来的星星。
萤火虫为什么会发光呢?动物学家发现,这种昆虫的尾部有个发光器,里面有一种叫荧光素的物质,它在荧光酶的作用下和氧化合,便发出荧光。荧光素和荧光酶的比例不同,发光的颜色就不一样:有淡绿色和淡黄色的,也有橘红色和淡蓝色的。进入发光器的氧气数量的多少,会使发出的幽光亮度不一。
萤火虫黑夜发光,白天是不是也发光呢?可以做这样一个实验:在黑暗中,萤火虫发出了光亮。这时用非常细的一束光线照射在萤火虫的眼睛上,刹那间,萤火虫的小“灯”熄灭了。可见,萤火虫在白天是不发光的。
萤火虫为什么要发光呢?实际上,这是它们在进行“对话”呢。美国佛罗里达大学动物学家劳德埃发现,同一种雄萤和雌萤之间能用闪光互相联络。有一种雌萤会按很精确的时间间隔,发出“亮—灭—亮—灭”的信号,这是告诉雄萤:“我在这里。”雄萤得知这个信号后,就会用“亮—灭、亮—灭”的闪光回答:“我来了!”并向雌萤飞去。它们用这种“闪光语言”继续保持联系,直到雌雄相会。
在掌握了萤火虫的这种通讯方式以后,有的科学家开始用电子计算机模仿萤火虫的应答反应,来与这种昆虫“通话”,一旦获得成功,人们就可以指挥萤火虫的行动了。
※白家兔的眼睛为什么是红的
野兔是兔子,白家兔也是兔子,但是它们的眼睛却有不同的颜色,前者发黑,后者发红。这是怎么一回事呢?
在野兔体内,一般有保护作用的色素存在,特别是黑色素,所以,它们的眼睛呈茶黑色。白色的家兔则由于遗传的变异而完全失去了这种色素,所以它们的眼睛变得很透明,以至于能清楚地看到里面的毛细血管。也就是说,家兔眼睛的红色是血管中血液的颜色。
这种现象不单见于兔类,其他种类的动物之中也有发现,即使是野生的动物,也不例外。鼠类中的大白鼠和小白鼠,就是由这种遗传的变异而产生出来的种类。在我们人类之中,也有这种遗传变异的现象,常称之为“白化病”。这种现象和体内产生的缬氨酸有关系,缬氨酸是合成身体黑色素的组成部分。兔和鼠的这种变异,产生出来的种类比较稳定,所以形成了单独的物种。