地球上的植物
地球上几乎到处都生长着植物,而且种类繁多,形体各异。根据统计,地球上有40多万种植物,其中低等植物有10多万种。
这许许多多的植物究竟是怎样产生的呢?要弄清楚这个问题,就先要了解植物在地球上发展的简单历史和植物种类形成的过程。
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。什么大气候的变化啦,什么造山运动啦,什么冰川运动啦,什么火山爆发啦,什么海水入侵啦等等,真是沧海桑田,变化万端。这样,植物体原来的形态和构造,不通过改造,就不能适应陆地生活的需要。比如说,植物在水中生活时,用身体的整个表面吸收养料,而在陆地上就需要有专门的器官,一方面从土壤中吸收水分和矿物质,另一方面从大气中吸收二氧化碳和氧气。在水里,植物不需要专门的机械、保护、输导及其他组织。而在陆地上,这些组织就成为生活的必要条件。
因此,植物在适应水域生活过程中所获得的许多特性,在适应陆地生活时就要发生显著的改变,并且复杂化。植物向陆地发展,就伴随着适应构造的根、茎和叶的出现,最后出现了花、果实和种子。
植物界的进一步发展,是沿着适应这一新的更为复杂的生存环境的道路前进的。
植物经过长期演化的结果,就产生了植物界的多样性和复杂性。然而造成这种情况的因素很多,重要的有下面这几方面。
植物在进化的过程中,它不断地与外界环境条件作斗争。环境不断在发生变化,植物的形态结构和生理功能也必然会跟着发生相应的变化。在变化的历史过程中,有的植物不能适应环境的变化而被淘汰了,有的则发生着有利于生存的变异而被保留下来继续存在,但它们已经不完全是原来的种类了。
由于某些地理的阻碍而发生的地理隔离,如海洋、大片陆地、高山和沙漠等,使许多生物不能自由地从一个地区向另一个地区迁移,这样,就使在海洋东岸的种群跟西岸的种群隔离了。隔离使得不同的种群有机会在不同条件下积累不同的变异,由此出现了形态差异、生理差异、生态差异或染色体畸变等现象,从而实现了生殖隔离。这样,新的种类就形成了。
在自然条件下,植物通过相互自然杂交或人类的长期培育,也使植物界不断产生新类型或新品种。
今天,在海洋、湖沼、南北极、温带、热带、酷热的荒漠、寒冷的高山等不同的生活环境中,我们到处都可以遇到各种不同的植物,它们的外部形态和内部构造以及颜色、习性、繁殖能力等,都是极不相同的。所有这些都表明植物对环境的适应具有多样性,因而形成了形形色色的不同种类的植物。
植物,一生固定生长在一个地点,直立不动。那么,是谁把它们的代表送到地球的各个角落去呢?是人吗?不错,这里有人的功劳。你看,起源于南方沼泽地的水稻,经过人们的引种栽培,今天已出现在万里之外的北方水田中。可是地球上还有几十万种野生植物,又是谁帮助它们迁徙的呢?
植物主要是靠传播它们的繁殖体——种子和果实来扩大它们的分布区域。各种植物在进化的历程中,都练就了一身传播种子和果实的本领;同时还都各自找上了一位配合默契的好帮手,共同来完成形形色色的传播活动。
生长在田野里的蒲公英,它的果实很小,但在头上却顶着一簇比果实本身还要大的绒毛,微风吹来,那簇绒毛就像打开的降落伞似的,带着果实,远离母株,乘风飞扬,飞到很远的地方,降落下来,在另一个地方,开始繁殖新的一代。我国南方有一种大树,它的果实像一把把又阔又长的大刀,高高地悬挂在树梢上;成熟时果实开裂,无数种子飞将出来,好像一群粉蝶在空中翩翩起舞。种子本身很小,但它三面都连着一层像竹衣似的牛透明薄膜,外形活像一只平展双翅的蝴蝶,人们形象地称它们为“木蝴蝶”,而植物本身也就获得了这一美名。
蒲公英、木蝴蝶有着共同的帮手——风,来协助它们传播种子和果实。凡是靠风力来传播的种子或果实,都会长出像蒲公英的绒毛或木蝴蝶的薄膜这一类的“翅膀”。“翅膀”能使种子和果实的比重减轻、浮力增大,一旦风起,它们就随风飘去,越飞越高,越飞越远。靠风传播繁殖体的植物还有杨树、柳树、榆树和枫杨等。
生长在水中或水边的植物,很自然地,它们要靠水的帮助来传播繁殖体。椰子可算是植物界中最出色的水上旅行家了。椰子的果实有排球那么大,果实的外面有层革质外皮,它既不易透水,又能长期浸在又咸又涩的海水里而不被腐蚀;果实的中层是一层厚厚的纤维层,质地很轻,充满空气,有了这一厚层纤维,就使整个椰子像穿上了一件救生衣漂浮在水面;内层才是坚硬如骨质的椰壳,保护着“未出世”的下一代。当椰子成熟时,就会从树上掉落下来,如果掉人海中,海潮就能把椰子带到几百千米之外,甚至更远的地方,然后再把它冲上海岸,若是环境适宜,那么,一株幼小的椰子树就会在那儿开始它的独立生活。夏天,我们都曾见过荷花池里的莲蓬吧?它们像一只只翡翠做的小碗,挺立在池中,别看它比你的拳头还大,如果用手去捏它一下,它也能被你一手握在掌心,原来莲蓬的质地就像海绵那样疏松,里面贮满了空气,就在这疏松的组织间,嵌埋着几十颗莲子。秋后,莲蓬就会像一艘海绵船,载着它的乘客——莲子,在水面漂浮远去。现在我们知道了,靠水传播的种子、果实,它们外面总是包裹着一层又厚又轻、充满着空气的保护层,使它们能够浮在水面,随波遨游。
更多的植物,却是依靠人或动物传播种子或果实的。有的种子或果实非常细小,当你无意踩上它们时,它们就黏着或嵌在你的鞋缝里,你走多远,它们也跟多远,当你略一顿足,那么,它们就和尘土一起,掉到了新的领地上。另一些植物,果实和种子上长着各种各样的刺或钩,一旦人或动物和它接触,那些带钩、长刺的小家伙,就能牢牢地挂住动物的皮毛或人的衣物,散播到远处去。这类带钩、带刺的种子或果实,最常见的有牛膝子、苍耳子、窃衣、鬼针草等。
鸟类也是替植物传播繁殖体的好帮手。当鸟类在森林中觅食时,晶莹欲滴的小浆果,引诱着成群的鸟儿,性急的鸟儿往往是连肉带籽地一口就把浆果吞入肚中,不久,种子再随着鸟粪被排泄出来。鸟儿飞到哪里,种子就在哪里发芽生长。
当然,植物界里还有许多“不求人”的种类,像凤仙花、豌豆等,它们不靠风、不靠水,也不靠动物,而是靠自身的弹力将种子从果实中弹射出来。最有趣的要算喷瓜,它很像橄榄,但比橄榄要略大一点,种子不像我们常见的瓜那样埋在柔软的瓜瓤中,而是浸泡在黏稠的浆液里,这种浆液把瓜皮胀得鼓鼓的,绷得紧紧的,强力压迫着瓜皮;当瓜成熟时,稍一风吹草动,瓜柄就会自然地与小瓜脱开,瓜上出现了一个小孔,就像揭去了汽水瓶的盖子那样,把浆液连同种子,从小孔里喷射出来,一直喷到几米远的地方去。像这样传播种子的植物是很多的。