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为什么植物会落叶,揭开落叶背后的奥秘

时间:2023-08-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:为什么植物会落叶?不少试验都指出,把植物的花和果实去掉,就可以延迟或阻止叶子的衰老,并认为这是由于减少了营养物质的竞争。说到这里,你也许要问,为什么落叶多发生在秋天而不是春天或夏天呢?是啊,为什么没有“春风扫落叶”呢?这使我们得出这样的结论:影响植物落叶的条件是光而不是温度。但是问题还有很多,比如,常绿植株的落叶是怎么回事?光照究竟是通过什么机制在控制落叶的?脱落酸分子生物学作用机制又是什么?

为什么植物会落叶,揭开落叶背后的奥秘

一夜秋风,遍地黄叶,人便会平添几分惆怅。可你想过吗?为什么植物会落叶?谁是这幅萧索的秋景图的设计师呢?

早春,伴随声声春雷,万物吐翠,嫩绿的枝芽慢慢展开了她的笑脸。如果说此刻的叶子尚处于旺盛生长的青年期的话,那仲夏的树叶便已到了壮年了,她们旺盛地进行各种代谢活动,为植物体维持生命和生长提供必要的能量。但万物有生便也必有死,叶子经过了她的青壮年以后,便开始步入暗淡的老年,开始衰老死亡了。

早在20世纪40年代,科学家们就认为衰老是有性生殖耗尽植物营养所引起的。不少试验都指出,把植物的花和果实去掉,就可以延迟或阻止叶子的衰老,并认为这是由于减少了营养物质的竞争。如果有兴趣的话,你不妨做这样一个实验,在大豆开花的季节,每天都把生长的花芽去掉,你会发现,与不去花芽的植株相比,去掉花芽的大豆的衰老显著地延迟了。

但是,进一步观察可以发现,并不是所有植物都是这样的。许多植物叶片的衰老发生在开花结实以前,比如雌雄异株的菠菜的雄花形成时,叶子已经开始衰老了。这样看来衰老问题并不那么简单。

随着研究工作的逐步深入,现在知道,在叶片衰老过程中蛋白质含量显著下降,RNA含量也下降,叶片的光合作用能力降低。在电子显微镜下可以看到,叶片衰老时叶绿体被破坏,这些生理生化和细胞学的变化过程就是衰老的基础,叶片衰老的最终结果就是落叶。

从形态解剖学角度去研究发现,落叶跟紧靠叶柄基部的特殊结构——离层有关。在显微镜下可以观察到离层的薄壁细胞比周围的细胞要小,在叶片衰老过程中,离层及其临近细胞中的果胶酶纤维素酶活性增加,结果使整个细胞溶解,形成了一个自然的断裂面。但叶柄中的维管束细胞不溶解,因此衰老死亡的叶子还附着在枝条上。不过这些维管束非常纤细,秋风一吹,它便抵挡不住,断了筋骨,整个叶片便摇摇晃晃地坠向地面,了却了叶落归根的夙愿。

说到这里,你也许要问,为什么落叶多发生在秋天而不是春天或夏天呢?是啊,为什么没有“春风扫落叶”呢?是秋风带来的寒意吗?(www.xing528.com)

其实,走在马路上你就可以找到答案。

上海等城市马路上最为常见的行道树是法国梧桐。夏天,它用自己的身躯为人们遮阳挡雨,而严冬,却又脱下一身绿衣,让阳光洒落在行人的身上。仔细观察一下你会发现,在瑟瑟秋风之中,大多数的梧桐叶已落尽,而靠近路灯的那几株树上,却总述有一些绿叶在寒风中艰难地挺立着,坚持着。这使我们得出这样的结论:影响植物落叶的条件是光而不是温度。实验证明,增加光照可以延缓叶片的衰老和脱落,而且用红光照射效果特别明显,反过来缩短光照时间则可以促进落叶。夏季一过,秋天来临,日照逐渐变短,是它在提醒植株——冬天来了。

经过艰苦的努力,科学家们找到了能控制叶子脱落的化学物质。它就是脱落酸,它的名字就清楚地表明了它的作用。脱落酸能明显地促进落叶,这在生产上具有重要意义,在棉花的机械化收割中,碎叶片和苞片掺进棉花后严重影响了棉花的质量,因此在收割以前,人们先用脱落酸进行喷洒,让叶片和苞片完全脱落,保证了棉花的质量。还有一些激素的作用却相反,赤霉素细胞分裂素则能延缓叶片的衰老和脱落。

但是问题还有很多,比如,常绿植株的落叶是怎么回事?光照究竟是通过什么机制在控制落叶的?脱落酸分子生物学作用机制又是什么?这种种问题正等待我们不断去探索,去研究。

随着科学技术的发展,也许总会有一天,一夜秋风以后,推开窗户,人们见到的还是满园的绿色,那时候秋天也将是充满生机的秋天了。

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