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耐寒植物的花朵为何发热?揭秘植物之谜!

时间:2023-08-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:当臭菘植物体内的脂肪转变成碳水化合物后,其释放出的能量就可以被花朵中的“发热细胞”所利用。关于植物花朵发热的问题,现在依然众说纷纭,大多数学者倾向于认为,有待于掌握更多的,更深入一步的证据材料。

耐寒植物的花朵为何发热?揭秘植物之谜!

在冰天雪地的北极地区,几乎终年严寒酷冷,即使在比较温暖的季节,气温也常常低于冰点。然而那儿的植物却能在冰雪中开花,更令人奇怪的是,它们花朵内的温度像具备恒温器的暖房那样,总比外界要高一些。这是一个令人着迷的问题,也是一个使科学家们百思不得其解的谜。

到20世纪80年代初,三位瑞典植物学家,伦德大学植物生态系的克捷尔伯雷、卡尔森和卡斯托林,发现北极的大部分植物的花朵,几乎都有追逐太阳的习性,这会不会与花朵的温度提高的现象有关呢?于是他们用仙女木花做了一个有趣的实验。他们用细铁丝固定仙女木花的花萼,阻止它的向阳运动,然后在花朵上安放一个带有细铁丝探针的温差电极束测定温度。当旭日东升气温升高时,被处理的花朵与未被处理的花朵内的温度相比要低0.7℃。于是这几位植物学家认为,北极气候寒冷,花朵的向阳运动,能像孵卵器那样聚集热量,有利于结果和种子的孕育。

但是,美国洛杉矶加利弗尼亚大学的植物学家丹·沃尔和他的研究小组最近发现,有一种叫臭菘的极地植物,它具有一片漏斗状的佛焰苞,把中央的肉穗花序裹得严严实实。特别是在为期两周的开花时间内,佛焰苞内的温度总是恒定地保持在22℃。用瑞典植物学家的植物向阳运动的理论,显然无法解释这一奇怪的现象。那么臭菘是怎样产生热量的呢?又是怎样来调节体内“温床”的呢?花朵发热对自身究竟有何好处呢?经过一系列的研究测定,他们发现在臭菘植物的体内存在着一种特殊的结构——乙醛酸体,它的细胞内部是从事化学转化的酶的良好场所。当臭菘植物体内的脂肪转变成碳水化合物后,其释放出的能量就可以被花朵中的“发热细胞”所利用。

正当他们要进一步证明这一论点时,丹·沃尔又在另一种叫喜林芋的植物“热”花朵中,发现它并不存在脂肪转换为碳水化合物的任何迹象,甚至连那些与转化过程有关的酶都没能找到,但是,他发现在花朵的雄性不育部分中,有一些变态的“发热细胞”内充满脂肪。这一惊人的发现意味着植物能够直接利用脂肪,而不需要通过转变成碳水化合物的过程。很显然,臭菘和喜林芋用两种不同的方式产生热量。可是,这种“自发热”的本领对植物有什么意义呢?

对于这个问题,丹·沃尔提出,花朵内有了充裕的热量就能大大加速花香四溢,对甲虫、飞蛾一类的传粉使者有极大的诱惑力。虽然臭菘的“花香”同粪臭或尸臭几乎无异,使人闻之作呕,但这种气味正好投昆虫中的许多逐臭者之所好,招引它们前来传播花粉。(www.xing528.com)

丹·沃尔的论点引起了学者们的争论,美国植物学家罗杰·克努森认为,在臭菘植物中,提高局部温度不仅仅是为了引诱昆虫,更重要的是为了延长自身的生殖季节。当这类原来祖居热带的植物来到北方时,随身带上这套特殊的加热系统,方能在寒冷的异乡有足够的时间来从容不迫地开花,结果和产生种子。再说如果用加热促使花香四溢引诱昆虫的论点来解释的话,喜林芋不会散发出浓烈的气味,加热似乎并不能为它带来任何好处。

为此,丹·沃尔辩解说,昆虫的肌肉在气温低时几乎难以正常工作,如蜜蜂在低于15℃的环境中飞翔就不灵活。这时,发热的花朵无疑像一间间温暖的小房,引诱昆虫前来寄宿。就喜林芋来说,它有一位积极的传粉者——金龟子,每当金龟子在寒冷的夜晚踯躅艰行时,如果遇上一个“花房温室”,马上会恢复生机,而喜林芋花朵内的温度几乎比外界气温高出5℃~10℃,自然就成了昆虫的天堂。

关于植物花朵发热的问题,现在依然众说纷纭,大多数学者倾向于认为,有待于掌握更多的,更深入一步的证据材料。才有可能完全彻底地揭开这个谜团。

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