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第一部分 植物之谜003（第2页）

上述这些现象是怎么一回事呢?原来很多植物会从体内分泌出某种气体或汁液，影响或者抑制了其他植物的生长。但也有些植物的分泌物对某些病毒、细菌和害虫有很强的杀伤力，因而，它能同其他植物相处甚密，相得益彰。因此它们能互惠互利，长期共存。

各种植物间的这种相亲相克的关系是极其复杂的，研究它们的关系及其奥秘，对于发展农业生产，提高农作物的产量，从而获得丰收是很有意义的。

所以，在种植植物的时候，千万不要把“冤家”种到一块，不然后果不用想也很清楚噢!

植物识别“敌友”之谜

在每一种植物的生长环境中，往往存在着大量的微生物。这些微生物，有的有利于植物的生长，甚至是植物健康生长必不可少的；而有的则对植物的生长是有害的，严重的甚至危及植物的生命。有趣的是，植物往往能对此做出正确的识别，选择正确的微生物，而将有害的微生物“拒之门外”。这一现象引起了人们的注意。植物是靠什么来识别对方是“朋友”还是“敌人”的呢?

豆科植物与根瘤菌之间是一种共生关系，根瘤菌对豆科植物的感染可使豆科植物形成根瘤菌，从而产生固氮能力。豆科植物幼苗期间的分泌物吸引了分布在其根附近的根瘤菌，使其聚集在根毛周围大量繁殖，随后，根瘤菌产生的分泌物使根毛卷曲、膨胀，并使部分细胞壁溶解，根瘤菌由细胞壁被溶解处侵入根毛，在根毛中滋生，聚集成带，外被粘液和根细胞分泌的纤维素，形成侵入线。侵入线为管状结构，根瘤菌沿其侵入根的皮层并迅速在该处繁殖，皮层细胞受刺激亦迅速分裂，致使根部形成局部突起，即成根瘤。

根瘤菌居于根瘤中央的薄壁细胞内，逐渐破坏其核与细胞质，本身转变为拟菌体；同时该区域周围分化出与根维管束相连的输导组织、外围薄壁组织鞘和内皮层。拟菌体通过输导组织从皮层细胞吸收碳水化合物、矿物盐类和水进行繁殖，同时进行固氮作用。同时由于根瘤的脱落、残留以及一部分分泌到土壤中的氮，可以增加土壤肥力。农业生产上用豆科植物与其他作物间作、轮作，就是利用根瘤菌的固氮作用。

但是令人感到费解的是，在根瘤菌与豆科植物之间的关系上存在着近乎苛刻的选择性。也就是说，能感染一种豆科植物并使之形成根瘤的根瘤菌，对其他种类的豆科植物通常是不感染的。

根瘤菌为什么会表现出这么强的专一性呢?人们经研究发现，这是由于豆科植物所产生的凝集素（一种有识别作用的蛋白）能识别根瘤菌细胞壁的糖蛋白，从而决定是否与根瘤菌建立共生关系。如果豆科植物的识别蛋白能与根瘤菌细胞壁中的糖蛋白结合，则表明这种根瘤菌是“朋友”，可与之共生，反之则不然。

对于植物具有排除“异己”、抵御病害的能力这一现象，有人作出这样的分析：病原菌表面携带着有鉴别作用的分子，如果植物具有识别这些病原菌表面分子的受体，在遭到病原菌的侵袭时，植物就能辨别出是“敌人”来犯，会及时地调动自身的防御体系，随时给予敌人迎头痛击。

目前，对植物识别系统的研究还不十分成熟。识别分子到底是什么?它是怎样在辨识“敌友”的过程中发挥作用的?这些问题还没有一个明确的结论。然而，这一领域的研究却给农业生产带来了美好的前景。若是能够破译豆科植物与根瘤菌的关系的“密码”，就有可能把固氮范围扩大到小麦、水稻等非豆科植物；若是能清楚植物识别、抵御病原菌的机理，就可以减少农药对作物和大自然的危害。

植物也爱“听”音乐

在广袤的植物世界中，植物们除了对阳光、水分等有“物质需求”以外，对“精神生活”也有着特殊的“需求”。

加拿大安大略省有个农民做过一个有趣的实验。他在小麦试验地里播放巴赫的小提琴奏鸣曲，结果“听”过乐曲的那块实验地里的小麦获得了丰收，它的小麦产量超过其他实验地产量的66％，而且麦粒又大又重。

上世纪50年代末，美国伊利诺州有个叫乔．史密斯的农学家在温室里种下了玉米和大豆，同时控制温度、湿度、施肥量等各种条件，随后他在温室里放上录音机，24小时持续不断的播放那首经典的（蓝色狂想曲）。不久，他惊讶地发现，“听”过乐曲的种子比其他未“听”乐曲的种子提前两个多星期萌发，而且前者的茎干要粗壮得多。史密斯感到很出乎意料。后来，他继续对一片杂交玉米的试验地播放各种乐曲，一直从播种到收获都未间断。结果又完全出人意料，这块试验地比同样大小的，未“听”过音乐的试验地，竟多收了700多公斤玉米。他还惊喜地看到，“收听”音乐长大的玉米长得更快，颗粒大小匀称，并且成熟得更早。

如果能在农田里播放轻音乐，就可以促进植物的成长而获得大丰收，其实，这不是什么遥远的事情了。

美国密尔沃基市有一位养花爱好者，当向自家温室里的花卉播放乐曲后，他惊奇地发现这些花卉发生了明显的变化：这些栽培的花卉发芽提前了，花也开得比以前茂盛了，而且经久不衰。同时，这些花看上去更加美丽，更加鲜艳夺目。

还有一个著名的番茄实验，在它的枝干上还悬挂上一个耳机，让它给番茄播放悠扬动听的音乐。奇迹出现了，这株番茄长得又高又壮，结的果实也又多又大，最大的一个竟有2公斤。原来番茄也喜欢听音乐呢!

那么，它到底喜欢听哪种音乐呢?人们继续做实验，对一些番茄有的播放摇滚乐曲，有的播放轻音乐，结果发现，听了舒缓、轻松音乐的番茄长得更为茁壮，而听了喧闹、杂乱无章音乐的番茄则生长缓慢，甚至死去。这样看来，番茄也有对音乐的喜好和选择。

几乎所有的植物都能听懂音乐，而且能够在轻松的曲调中茁壮成长。

甜菜、萝卜等植物也都是“音乐迷”。有的国家用“听”音乐的方法培育出2．5公斤重的萝卜，小伞那样大的蘑菇，27公斤重的卷心菜。

科学工作者还发现，不同植物爱“听”不同的音乐。黄瓜、南瓜“喜欢”萧声；番茄“偏爱”浪漫曲；橡胶树“喜欢”噪声。美国科学家曾对20种花卉进行了对比观察，发现噪音会使某些花卉的生长速度平均减慢47％，而播放摇滚乐，就可能使某些植物枯萎，甚至死亡．

植物听音乐的原理是什么呢?原来那些舒缓动听的音乐声波的规则振动，使得植物体内的细胞分子也随之共振，加快了植物的新陈代谢，而使植物生长加速起来。

花儿报时钟

18世纪著名的植物学家林奈，经过对植物开花时间的多年研究之后，把一些开放时间不同的花种在自家的大花坛里，制成了一个简单的“报时钟”。人们只要看看“报时钟”里种植在哪个位置的花开了，就能够大致知道时间了。因为每种花开放的时间基本上是固定的——蛇麻花约在凌晨3点开，牵牛花约在4点开，野蔷薇约在5点开，芍药花约在7点开，半支莲约在10点开，鹅鸟菜约在12点开，万寿菊约在下午3点开，紫茉莉约在下午5点开，烟草花约在傍晚6点开，丝瓜花约在晚上7点开，昙花约在晚上9点开。所以，林奈根据各种花卉的开花时间设计了这个特殊的“报时钟”。

植物的花期，就一天之内而言（在植物花期内），开花时间大体是固定的；就一年来说，植物从开始开花（始花期），到进入花期的月份也是大致不变的。

有人把始花期月份不同的12种花卉编成了歌谣：一月腊梅凌寒开，二月红梅香雪海，三月迎春报春来，四月牡丹又吐艳，五月芍药大又圓，六月栀子香又白，七月荷花满池开，八月风仙染指盖，九月桂花吐芬芳，十月芙蓉千百态，十一月**放异彩，十二月品红顶寒来。如果有人在一个适当的地方，把这12种花卉按一定的顺序栽种，那么，也可以组成一个“报月钟”。

为什么各种植物都有自己特定的开花时间，并且还固定不变呢?这是植物在长期的自然选择作用下形成的，以最利于植物自己生存的方式进行开花。例如在海滨的沙滩上，生活着一种黄棕色硅藻，每当潮水到来之前，它就悄悄地钻进沙底下，以免被猛烈的海潮冲走；当潮水退去时，它又立刻钻了出来，沐浴在阳光下，吸收阳光，进行光合作用。科学家从细胞、分子水平研究发现，这种现象是由遗传基因控制的，因此可以代代相传，形成一种习性。如果把硅藻装入玻璃缸里，拿回家观察，就会发现，即使已没有潮汐的涨落，可它仍然像生活在海滩时一样，每天周期性地上升和下落，其时间和海水的涨落时间完全一致。

年轮里的秘密

木匠从久远的时代起，就知道树干里面有年轮，有了年轮，木材上才出现了纹理。在气候呈显著季节性变化的地区，一般多年生木本植物茎内的次生木质部内，每年都要形成一个界限分明的轮纹，这就是年轮，也叫生长轮或生长层。

据我们所知，亚里士多德的同事就曾提到过年轮，不过到达．芬奇时才第一次提出年轮是每年增加一圈的。今天已经众所周知：春回大地，万象更新，紧挨着树皮里面的细胞开始分裂；分裂后的细胞大而壁厚，颜色鲜嫩，科学家称之为早期木；以后细胞生长减慢，壁更厚，体积缩小，颜色变深，这被称为后期木，树干里的深色年轮就是由后期木形成的。在这以后，树又进入冬季休眠时期，周而复始，循环不已。这样，许多种树的主干里便生成一圈又一圈深浅相问的环，每一环就是一年增长的部分。这种年轮在针叶树中最显著，在大多数温带落叶树中不明显，而许多热带树中则根本没有。

年轮是怎样形成的呢?当树木茎干的形成层细胞分裂时，树的直径就增加了。树内形成的新细胞形成木质部分。在春季及夏初生长期形成的细胞，通常比夏末秋初大得多。所以木质颇色浅而宽厚（称早材）。而夏末秋初生的细胞较小或根本不生长。所以这从木质部看上去颜色深而窄（称晚材）。当年早材与晚材逐渐过渡而形成一轮，而晚材与次年早材之间则形成界限分明的轮纹，这就是年轮。年轮一年一轮，查查有多少圈年轮、就可以知道这棵树有多少岁了。

美国科学家道格拉斯通过考察认识到，检查树木年轮类型可以知道当地过去的气象情况。他创立了一个新的科学学科——树木年代学，还在亚利桑那大学建立一个专门进行年轮研究实验室。

从树桩、木块及活树上可以看出年轮的宽窄。树木每年的生长在很大程度上取决于土壤的湿度：水分越充足，年轮越宽。通过对同一地区树木年轮的比较，可以分辨出每圈年轮的生长年代，然后可以划分出每圈年轮所代表的确切日期。通过分析旧木头，就可以知道建造一座大教堂，发生一场森林大火，出现一次滑坡事件，甚至制作一个油画框等等事件的准确日期。

年轮专家还研究了酸雨对美国东部森林的影响。哥伦比亚大学的戈登·雅各比解释说，随着树越长越老，年轮也变得越来越薄。这是正常的老化过程。因而可以得出结论：酸雨对树起着相反的作用。我们还必须比较气象数据以排除树生长减慢的其他可能原因。要证实酸雨的影响，必须找出正常条件以外的生长受阻情况。雅各比在新英格兰州周围的12个圈定地区中看到有3个地区受酸雨影响，其余9个地区没有受酸雨影响。