植物会厌恶二氧化碳吗?

植物会厌恶二氧化碳吗?

人类为了生存,每时每刻需要吸进氧气,而植物除了需要氧气却还离不开二氧化碳,这恐怕是一个众所皆知的基本常识。因为二氧化碳是植物进行光合作用,合成有机物所不可缺少的原料。

近200年来,工业革命导致了大规模地消耗煤、石油和天然气等能源物质,使现代大气中的二氧化碳含量急剧增多。这对人类来说也许是一场灾难,因为人类需要的是氧气,而不是二氧化碳。但是,植物与人类相反,恰恰需要二氧化碳,由此而可以认为,二氧化碳含量的剧增,将为植物提供一个更佳的生存环境。以前,人们一直对此深信不疑,没有人提出任何证据来怀疑这个根深蒂固的概念。

然而,英国剑桥大学植物系学者伍德沃德,通过考察却发现了一个不可思议的事实:植物与人类一样,厌恶现代大气中二氧化碳的激增。他说,1787年工业革命后的200年中,植物叶片表皮上的气孔不是增多,而是减少,有的索性暂时关闭气孔,拒绝吸收二氧化碳。植物厌恶二氧化碳剧增还具体表现于生长在二氧化碳含量高的低纬度地带的植物,其气孔数少于二氧化碳含量低的高纬度地带的植物。即使同一种植物,随着生长地带大气中二氧化碳含量的不同,其气孔数也不同,二氧化碳含量越高,则气孔数越少。为了取得一个精确的数据,伍德沃德专门测定了植物标本中200年来干燥叶子上的气孔数变化,他惊奇地发现,至少有8种植物的气孔数竟减少了40%。这位学者推测,植物关闭气孔或减少气孔数,是它们对周围环境变化的一种反应。因为气孔对环境变化是极为敏感的,它们不适应在短期内二氧化碳含量的如此剧增,不适应改变了的原生态环境,为了保持固有的二氧化碳吸收量,只能暂时关闭气孔或减少气孔数,这可能是在短短的200年中植物机体的一种进化。

这个新论点引起了植物学家们的广泛兴趣,有同意的,也有反对的,他们纷纷提出各自的见解。最近,英国伯明翰大学的雷森对此提出异议:过多的二氧化碳含量并没有对植物的生长带来促进作用,但是说植物因此而关闭气孔或减少气孔数就难以置信了,因为现代大气中的二氧化碳含量不是比200年前增加40%,而是21%,植物何以要减少40%的气孔数呢?他推测,植物暂时关闭气孔或减少气孔数目,仅仅是为了减少叶子表面上的水分挥发。

以后,美国生态学家莫克利对伍德沃德和雷森的观点提出了反驳,他认为按照伍德沃德的论点,如果环境进一步污染,大气中二氧化碳含量继续大幅度增多,植物会逐渐消失其全部的气孔数,哪里还存在特殊的光合作用?雷森的论据同样是缺乏说服力的,尽管由于各种因素,现代地球的气候变得越来越无法驾驭,但大气的干燥度并不比200年前增加40%。他推测,既然二氧化碳是植物光合作用不可缺少的原料之一,植物肯定不至于厌恶过多的二氧化碳,正如人类不会厌恶氧气含量高的生存环境一样。问题是二氧化碳会形成温差效应,而温差效应又会促进现代酸雨的形成——世界上最严重的环境污染。植物暂时关闭气孔或减少气孔数是对这种有害物质的自卫防御。当然,这种自卫防御的能力是微弱的、消极的,酸雨严重的地区,植物只能全部关闭气孔,或减少更多的气孔数,减弱光合作用或失去光合作用,逐步造成树叶枯落,最后导致死亡。

目前,有关植物是否会厌恶大气中二氧化碳的问题,依然众说纷纭,莫衷一是,孰是孰非,尚难裁定。