趣味篇

什么是植物全息现象？

“全息”，是1948年物理学家弋柏和罗杰斯发明了光学全息术后提出的一个概念。1973年，我国26岁的医药工作者张颖清，根据自己的针灸实践，发现了人第二掌骨侧穴位群的全息规律。继而他刻苦钻研，不断扩大试验，发表了有关“全息生物学”的论文和专著。他在全息生物学的论著中提出了不少植物的全息现象。

在物理学上，全息的概念是明白易懂的。例如，一根磁棒将它折成几段，每个棒段的南北极特性依然不变，每个小段与它原来的整根棒全息。但是，“生物全息”的概念，可能还未被人们熟知。所谓“生物全息”，就是生物体每个相对独立的部分，在化学组成模式上与整体相同，是整体的成比例的缩小。

植物的全息现象，在大自然中，已从形态、生物化学和遗传学等多方面找到了论证的实例，本文作者也曾于1985～1990年发表论文，曾以组织培养方法加以论证过。你注意过马路的棕榈树吗？它的一张叶子，由蒲扇似的叶片和长长的叶柄组成，你仔细观察一下叶子的整个外形，当把它竖在地上与全外形相比时，你会发现，它们的外形是多么的一致，只是柄的大小不同而已。一只梨子，它的外形与它的整棵树形象吻合。叶脉分布形式与植株分枝形式也全息相关，如芦苇、小麦等易行叶脉的植物，它们都是从茎的基部或下部分枝，主茎基本无分枝，相反，叶脉为网状的植物，则它们的分枝多呈网状。在植物的生化组成上，也有明显的全息现象。例如，高粱一片叶子的氰酸分布形式与整个植株的分布形式相同。在整个植株上，上部的叶含氰酸较多，下部的叶含氰酸较少，在一张叶上，也是上部含量较多，下部含量较少。

更有趣的是，当进行植物离体培养时，也发现了植物的全息现象。若将百合的鳞片经消毒用来离体培养，发现在鳞片基部较易诱导产生小鳞茎，即使把鳞片从上到下切成数段，同样发现小鳞茎的发生都是在每个离植段基部首先产生，且每个鳞片上诱导产生小鳞茎的数量遵循由下至上递增的规律。这个诱导产生小鳞茎的特性与整株生芽特性相一致，呈全息对应关系。在植物组织培养过程中，以大蒜的蒜瓣、甜叶菊、花、芋和彩叶草等多种植物叶片为外植体，进行同样的试验观察时，都能见到这种全息现象。

植物全息的规律应用于农作物的生产实践，已产生了明显的效果。例如，马铃薯的栽种，习惯以块茎上的芽眼挖下“种子”。但有世以来，人们并没有考虑到块茎上芽眼之间遗传势差异。根据植物全息的原理，想来这些芽眼之间必定有特性的区别。马铃薯在全株的下部结块茎，对于全息对应来说，它的下部（远基端）芽眼结块茎的特性也一定是。为了证实上述的想法，科学家做了系统的试验。以“蛇皮粉”、“同薯8号”、“跃进”，“68红”、和“岷15”等5个马铃薯品种的块茎为材料，将它们的芽眼成远基端芽眼和近基端芽眼两组，进行种植比较试验。结果，以5个品种远基端芽眼切块制种生产时，各个品种增产，平均增产达19.2％。

上述在农业上的全息应用实例给人以启示。人们自然会想到小麦、水稻……，它们的留种应该采用什么部位制种呢？这些有趣而具生产实践意义的全息课题，目前不少人正在试验观察中。不过，人们在长期的生产实践中，个别的生产措施是符合生物全息律的，只不过未意识到这点罢了。例如，我国少数地区种植玉米的农民，他们在留种时，习惯把玉米棒上中（或偏下）的籽粒留下作种，而把两端的籽粒去除，确保玉的年年丰收。这种玉米籽粒的留种方法是符合生物全息律的。因为玉米棒子是在植株的中间或偏下部分着生的，而作为株对应全息的玉米棒，其中间（或偏下）着生的籽粒，在遗蕾上也一定较强。经试验，以这种方法制种，的确可以增产35.47％。

全息生物学观点的提出，虽然只有短短的几年，但已引起人们的强烈兴趣，国内已先后4次召开全国性的学术会议，统计了各方面的研究信息，其中，植物全息方面的论文也有一定数量。在国外，日本、巴西等国的有关学者对“全息生物”的提出给予极高的评价。目前，植物全息现象的观察研究方兴未艾，无数未解之谜还有待人们去揭开。

植物之间如何争夺地盘？

植物是否会像动物一样争夺地盘以维持生存？对于这个问题，以往学者们都给予否定的回答。因为他们认为，植物与动物毕竟是不同类型的生物，其中最重要一点是植物依靠自身的光合作用来制取生存所需的有机物养料，而动物不能进行光合作用，需要在体外的环境中猎取食物来维持生命。因此争夺地盘的“弱肉强食”现象，是动物界存在的一种十分残忍而带有普遍性的规律。

此外，人皆知晓的是，植物之所以不同于动物，是它既没有锐利的牙齿，也没有尖爪，不会运动，自生命诞生到死亡为止，总是固定在一个地方，它们何以能争夺地盘呢？如果能够的话，植物争夺地盘的机制是什么呢？对于这些问题，科学家们争论不休，莫衷一是。

最近，美国佐治亚州立大学植物学家鲍德恩等人在美国西南部干燥平原上，发现了一种十分专横跋扈的山艾树，在其生长的地盘内“不许可”任何外来植物的存在，连一根杂草也不得共存。这些学者曾人为地在其地盘内种植一些其他植物，但前后都出现了莫名其妙的死亡结局。这是一个十分明显的植物之间争夺地盘的现象，从某种意义上讲，它比动物界争夺地盘有过之而无所不及。鲍德恩分析，这是因为山艾树会分泌出一种使其他植物置于死地的化学物质。据此，他们正在制造一种无害于环境安全的天然农药或除莠剂（即除草剂）。

那么，植物分泌置其他植物于死地的化学物质是否是它争夺地盘的唯一机制呢？前苏联科学院植物研究所的索罗金娜等学者，又发现了一些新的现象。

在基洛夫州与乌德摩尔梯亚自治共和国内，生长着两种云杉，一种是喜欢温暖、树干高大的欧洲云杉、另一种是善于耐寒、树干稍矮的西伯利亚云杉。应该说它们是松科云杉属树种的兄弟俩，但它们之间也会进行旷日持久的地盘争夺战。咄咄逼人的欧洲云杉不断将西伯利亚云杉赶出自己的领地，挤逼它们向寒冷的乌拉尔山脉方向撤退。根据古植物学的研究表明，几千年前最后一次冰河期间，这里占绝对多数的是西伯利亚云杉，而不是欧洲云杉。由此可以证实这场激烈的地盘争夺战已进行了几千年之久。但数量微弱的欧洲云杉却最后战胜了数量庞大的西伯利亚云杉就令人深思了。在这里用分泌化学物质来解释是没有说服力的。前苏联学者推测这场持久的地盘争夺战的机制是自然因素。因为冰河期结束之后，北半球的气候正在变暖，更适合于欧洲云杉的生长。据估计欧洲云杉还将争夺亚洲云杉的地盘，把战场扩大到亚洲去。当然现在还不能证实这种推测是否正确，因为目前毕竟尚未发现欧洲云杉和亚洲云杉的地盘争夺战。但是，上述生长条件的自然因素论，却又不能解释美国国内已造成严重后果的外来植物与土生土长植物之间的争夺战。近几十年乃至19世纪以来，为美化环境，美国大量引进外来植物。仅以佛罗里达州为例，最早在19个世纪80年代，引进南美洲的鳄草，如今全州运河、湖泊和水塘中土生土长的水草已全部灭绝，成了南美洲外来鳄草的一统天下，看来植物的争夺战不仅表现在陆地上，也表现在水域里。以后，又从澳大利亚引进了胡椒树和白干层树。原来，西棕榈海滩附近是本土长泾草的世界如今已“改朝换代”，成了澳大利亚白年层树的天下，泾草的地盘已丧失百分之八十，而且正以越来越快的速度败退。澳大利亚的胡椒树也抢占了佛罗里达州东南都的植被世界。佛罗里达州立大学布里特指出，如果没有人类的干预，这些外来引进植物会使全部土生土长的当地植物寸土不留地“全军覆灭”。植物学家尤厄尔惊呼，这种外来植物的地盘争夺战的胜利，已严重破坏了这里的生态环境，并将对本土的天然动物群带来致命的威胁。更有甚者，这种引进的白千层树与胡椒树，还会引起皮炎和呼吸道疾病，引起M1e6变态反应。

现在这里的植物学家还没有办法对付这种外来引进植物地盘争夺战带来的严重后果，因为他们不了解这些不速之客在地盘争夺战中取胜的原因何在。如果讲，它们会分泌化学物质驱赶其他植物，何以在这些植物的故乡却不存在这种占明显优势的争夺战呢？如果讲，是生长条件的自然因素所造成的，这似乎更不合逻辑，因为从理论上说土生土长的植物应具备最佳的生长条件，而远隔万里的外来种，即使它们具有强大的适应性，但“强龙难斗地头蛇”。为了进一步阐明这些难以解释的理论问题，目前，各国的植物学家们正在更深入、更全面地探索植物之间互相争夺地盘的生理机制。

世界上有吃人植物吗？

近些年来，许多报刊杂志不断刊登了有关吃人植物的报道，有的说它在南美洲亚马逊河流域的原始森林中，也有的说在印度尼西亚的爪哇岛上时有发现，纷纷扬扬，众说不一。在这些报道中，对各种不同的吃人植物的形态、习性和地点方面作了详细的描述，结果使许多人相信，世界上的确存在这样一类可怕的植物。但十分遗憾的是，在所有发表的有关吃人植物的报道中，谁也没有拿出关于吃人植物的直接证据——照片或标本，也没有确切地指出它是哪一个科，或哪一个属的植物。为此，许多植物学家对吃人植物是否存在的问题产生了怀疑，它成了植物学领域中一个令人感兴趣的谜。

追踪有关吃人植物的最早消息来源，是来自于19世纪后半叶的一些探险家们，其中有一位名叫卡尔·李奇的德国人在探险归来后说：“我在非洲的马达加斯加岛上，亲眼见到过一种能够吃人的树木，当地居民把它奉为神树，曾经有一位土著妇女因为违反了部族的戒律，被驱赶着爬上神树，结果树上8片带有硬刺的叶子把她紧紧包裹起来，几天后，树叶重新打开时只剩下一堆白骨。”于是，世界上存在吃人植物的骇人传闻便四下传开了。打这以后，又有人报道在亚洲和南美洲的原始森林中发现了类似的吃人植物。

这些传闻性的报道使植物学家们感到困惑不已。为此，在1971年有一批南美洲科学家组织了一支探险队，专程赴马达加斯加岛考察。他们在传闻有吃人树的地区进行了广泛地搜索，结果并没有发现这种可怕的植物，倒是在那儿见到了许多能吃昆虫的猪笼草和一些蜇毛能刺痛人的荨麻类植物。这次考察的结果使学者们更增添了对吃人植物存在的真实性的怀疑。

1979年，英国一位毕生研究食肉植物的权威，艾得里安·斯莱克，在他刚刚出版的专著《食肉植物》中说：到目前为止，在学术界尚未发现有关吃人植物的正式记载和报道，就连著名的植物学家巨著，德国人思格勒主编的《植物自然分科志》以及世界性的《有花植物与蕨类植物辞典》中，也没有任何关于吃人树的描写。除此以外，英国著名生物学家华莱士，在他走遍南洋群岛后所撰写的名著《马来群岛游记》中，记述了许多罕见的南洋热带植物，但也未曾提到过有吃人植物。所以，绝大多数植物学家倾向于认为，世界上也许不存在这样一类能够吃人的植物。

既然植物学家没有肯定，那怎么会出现吃人植物的说法呢？艾得里安·斯莱克和其他一些学者认为，最大的可能是根据食肉植物捕捉昆虫的特性，经过想像和夸张而产生的，当然也可能是根据某些未经核实的传说而误传的。根据现在的资料已经知道，地球上确确实实地存在着一类行为独特的食肉植物（亦称食虫植物），它们分布在世界各国，共有500多种，其中最著名的有瓶子草、猪笼草、茅菩菜和捕捉水下昆虫的狸藻等。

艾得里安·斯莱克在他的专著《食肉植物》中指出，这些植物的叶子变得非常奇特，有的像瓶子，有的像小口袋或蚌壳，也有的叶子上长满腺毛，能分泌出各种酶来消化虫体，它们通常捕食蚊蝇类的小虫子，但有时也能“吃”掉像蜻蜓一样的大昆虫。这些食肉植物大多数生长在经常被雨水冲洗和缺少矿物质的地带。由于这些地区的土壤呈酸性，缺乏氮素养料，因此植物的根部吸收作用不大，以致逐渐退化。为了获得氮素营养，满足生存的需要，它们经历了漫长的演化过程，变成了一类能吃动物的植物。但是，艾得里安·斯莱克强调说，在迄今所知道的食肉植物中，还没有发现哪一种是像某些文章中所描述的那样：“这种奇怪的树，生有许多长长的枝条，有的拖到地上，就像断落的电线，行人如果不注意碰到它的枝条枝条就会紧紧地缠来，使人难以脱身，最后枝条上分泌出一种极粘的消化液，牢牢把人粘住勒死，直到将人体中的营养吸收完为止，枝条才重新展开。”

关于吃人植物是否存在的谜团，现在还不能下肯定的结论。有些学者们认为，在目前已发现的食肉植物中，捕食的对象仅仅是小小的昆虫而已，它们分泌出的消化液，对小虫子来说恐怕是汪洋大海，但对于人或较大的动物来说，简直微不足道，因此，很难使人相信地球上存在吃人植物的说法。但也有一些学者认为，虽然眼下还没有足够证据说明吃人植物的存在，可是不应该武断地加以彻底否定，因为科学家（不包括当地的土著居民）的足迹还没有踏遍全世界的每一个角落，也许，正是在那些沉寂的原始森林中，将会有某些意想不到的发现。

植物有没有“感情”

从来没有人去考虑过植物是否怀有喜怒哀乐的感情，但是，一个偶然的机会使科学家们卷入到这个带有神奇色彩的研究领域之中。

那是在1966年2月，美国中央情报局专家巴克斯特在给天南星科植物浇水时，脑中突然闪现出一个古怪的念头，用测谎仪的电极绑在植物叶片上，想测试一下水从根部到叶子的上升速度究竟有多快。结果他惊异地发现，当水从根部徐徐上升时，电压渐渐下降，而曲线则急剧上升，这种曲线图形竟与人在激动时测得的曲线图形极其相似。难道植物也有情绪吗？如果有，它又是如何表达自己的情绪呢？这也许是一个异想天开的问题，但它也有可能成为科学上的未解之谜，于是，巴克斯特决心通过认真的研究来寻求答案。

巴克斯特的第一步是改装了一台记录测量仪，并将它与植物相连，然后用火把叶子烧焦。就在他刚划火柴的一瞬间，测试仪和记录仪上出现了明显的变化。手持火柴的巴克斯特尚未走进植物，记录仪的指针已在剧烈地摆动，甚至超出了记录纸的边缘。显然，这表明植物已出现了恐惧心理。他又多次重复了这套未付诸行动的威胁，结果十分有趣，植物竟会渐渐地感觉到，这仅仅是空洞的威胁，最后再用同样的方法便不能使植物感到恐惧了。

后来，巴克斯特又设计了另一个实验，他将几只活海虾丢入沸腾的开水中，就在同一时刻，植物陷入了极度的刺激之中，试验多次，每次都得到同样的反应。为了排除可能发生的人为干扰，他用一种新设计的仪器，不按事先规定的时间，而是不定期地将海虾投入沸水，记录仪以十分之二秒的精确度记下试验结果。巴克斯特在三间房子里各安放一株植物，并使之与仪器的电极相连，然后锁上房门不允许任何人进入。第二天，他去看试验结果，发现海虾被投入沸水中6～7秒钟后，植物的活动曲线便急剧上升，这与海虾反应曲线完全一致。于是巴克斯特提出，海虾的死亡引起了植物的这种活动曲线，这并不是一种偶然现象，几乎可以肯定，植物之间能够有交往，植物和其他生物之间也能发生交往。

巴克斯特的研究引起了科学界的巨大反响。许多学者认为这是不可思议的事情，他们对此大多持怀疑态度。例如美国加利福尼亚国际商业公司的化学博士麦克·弗格，他与其他科学家一起抨击这种近乎于荒诞的现象。为了给驳斥提供可靠的证据，弗格着手进行了一系列试验。但有趣的是，他在得到试验结果之后，态度来了一个180度的大转变，由怀疑变为支持。因为他在实验中发现，当植物被撕下一片叶子后会产生明显的反应。尤其是当弗格发现植物能对他干“坏事”的动机和想法做出反应时，使他一头扎进植物心理学的研究之中。弗格认为，植物存在一种可测的心理活动，通俗地说就是植物会思考，也会体察人的各种感情。他甚至声称，可以按照性格和敏感性对植物进行分类，就像心理学家对人们进行分类那样。

与此同时，在探索植物“感情”研究的领域中，前苏联学者维克多·普什金的研究更进了一步。他先用催眠术控制一个人的感情，使处于催眠状态的试验者的手和放在稍远处植物的叶子，都与一只脑电仪相连。然后他对试验者说些愉快的事或不愉快的事，使之高兴或悲伤，结果脑电仪上的图象表明，植物与试验者产生类似的反应。维克多还发现，当处于睡眠状态的人高兴时，植物便竖起叶子，舞动花瓣，当说起寒冷而使试验者浑身发抖时，植物叶片也会索索发抖，倘若试验者万分悲伤，植物也会沮丧地垂下叶子。

一连串神奇的新发现使科学家们感到越来越难以理解，假如植物确实有丰富的感情，那么它岂不是也会像人类那样产生活跃的精神生活？学者们的研究兴趣日趋浓厚。1973年5月，加拿大渥太华大学生物学博士瓦因勃格，每天对莴苣做10分钟超声波处理，结果其长势远比未受处理的莴苣要好。不久之前，美国路易斯安那州一个研究小组的学者史密斯，对大豆播放“蓝色狂想曲”音乐，20天后，听音乐的大豆秧苗重量高出未听音乐的1/4。显然植物喜欢听轻松愉快的音乐，从而促使它们的生长。

尽管有以上众多的实验证据，但关于植物有没有“感情”的探讨和研究，依然没得到相当数量的学者的首肯，的确，这是一门新兴的学科——植物心理学。在这门学科中还有无数值得深入了解的未知之谜，等待着科学家们去探索、去揭晓。

植物“发电”是否可行？

在能源匮乏的今天，科学家们正在从各方面千方百计地寻找新的能源。1981年，英国基得明斯特市的一名钟表匠托尼·埃希札提出了一个极为大胆的新设想——用植物发电。他做了一个十分简单的试验，用一个柠檬，在末端插入两个电极，二根由锌制成，另一根为铜线，然后把两个电极与小型钟表电动机的电路相连，结果，令人吃惊的现象出现了，电针的指针开始正常走动，就像接上电源那样，这个柠檬中的能源，足足使钟走动了5个月。

埃希尔的实验证明，植物中蕴含着能量可以发电，一个柠檬就可以充当一个植物电池。虽然用这种方法并没有很大的实际应用意义，但它无疑为用植物电池产电和贮存电能作了最初的简单尝试，使许多科学家专心致力于这项具有光辉前景的研究。

不久之后，美国加利福尼亚大学的索莫杰伊教授，进行了一系列颇有实际意义的实验。他提出：工业上从水中提取氢气和氧气需要耗用大量的电能，而植物的绿叶可以利用阳光将水分解成氢和氧，如果制造出一种能利用太阳能的“电子叶”，等于找到了一个不可估量的发电工厂。他采用了一个十分巧妙的方法，用一块氧化铁粉制成的催化板，板中掺入了一些特殊的杂质，而且还分别用镁原子和硅掺杂形成“PN”型半导体结盘形板，将它浸在可导电的硫酸钠溶液中，当阳光照射时，就在两极之间产生电流，并开始将水分解成氢和氧。但用这种方式还存在着很大的问题，比如掺镁的盘面经过8小时后由氧化铁渐渐变为氧化亚铁而降低催化作用，离真正进入应用阶段还有很大距离。

几乎与此同时，美国俄亥俄州立大学的生物化学家伊利莎白·格洛丝及其同事，对植物发电的课题进行了正规而又深入的研究。他们把活细胞成分和人工合成的生化制品合起来，制成一种巨大的特殊叶细胞。这是一个十分复杂的过程，他们先利用从叶绿体中仔细分离出来的颗粒，成功地制得以植物为基础的光电池，而后又根据叶绿体进行光合作用的原理，制成了以完整的叶绿体为基础的电池，因为完整叶绿体比较容易从植物组织中分离出来。

格洛丝把叶绿体涂在微型过滤薄膜上，用这种薄膜来分割两种溶液。一种溶液中含有释放电子的化学物质，另一种溶液包含有电子受体。当光线透过电子受体溶液照射到叶绿体上时，两者都受到激发，电子从释放电子的溶液中通过叶绿体进入电子受体溶液。结果他们发现，由于某些电子受体分子对光非常敏感，因此，哪怕是使用死的叶绿体也会产生电压。研究者根据覆盖在薄膜上的叶绿体面积，计算出总光能中立即转化为电的最多只有3％左右，其中叶绿体提供的约占2/3。显然，上述的数字很不理想，用植物电池生产电在理论上似乎应该是行得通的，那么问题在哪儿呢？

也许主要的原因有两个。首先，要精确测出叶绿体对电池的效率究竟起多大作用是很困难的，因为“植物电池”中的生物系统和化学系统很可能是协同动作的。也就是说，整体的效率要比各个单个系统的作用简单相加起来的效率大。更重要的是，这种电池还能贮存大量光能，因而测量瞬间能量转换效率会造成错误的影响。

利用植物发电的研究正陷入重重的困难之中，但“植物电池”的优越性是不言而喻的。它比传统的光电池还要有用，因为光电池只有在光线照射下才会产生电能，而植物电池在连续照光半小时后，在黑暗中还能继续保持电压1小时之久，所以在今天导致越来越多的科学家们对它产生了更加浓厚的研究兴趣。

植物怎样“运动”？

植物也会运动，这是大家所熟知的。随着夜幕的降临，合欢树、落花生、红花苜蓿、羊角豆和酢酱草等植物的小叶都会合拢“睡觉”，早晨见到阳光后再施展开来。这种叶子昼开夜合的运动称为植物的“睡眠运动”，也叫感夜运动。睡莲、秋牡丹和郁金香的美丽花瓣在夕阳西下之际也会闭拢进入“梦乡”，待到旭日东升之时再从酣睡中苏醒，慢慢地舒展开来。晚香玉、月见草的花则正相反，这类运动主要取决于阳光跟温度，湿度也有一定关系。叶子，花朵在夜间闭合，可减少热量的散失和水分的蒸腾，可以保温、保湿，这是植物在长期进化过程中对生长环境的一种适应。

1880年，生物学家达尔文就对葵花向阳发生兴趣，同时还发现室内种的花草及水稻、麦子幼苗也会向着阳光方向弯曲。他做了个实验，把幼苗顶端切去或用东西遮住，幼苗虽然还能向上生长，但不会发生向光性弯曲，于是他假设幼苗茎的顶端存在某种能引起弯曲生长的物质。达尔文的观察和假设引起许多科学家的兴趣。1933年，这个植物之谜终被解开，化学家从幼苗顶端提取到好几种能刺激幼苗茎部背光面细胞加速分裂而弯向阳光的物质，它们被称为植物生长素。葵花向着太阳转，正是由于生长素总是在茎部背光面促进细胞的分裂和生长的缘故。但据近年的最新研究结果，表明向日葵茎端生长区的两侧除生长素浓度的差异外，还有叶黄氧化素浓度的差异，在向光一侧具有较高浓度的叶黄氧化素，后者是脱落酸生物合成过程的中间产物，其主要功能是抑制细胞的生长。实验证明当光从一侧照射30分钟后，向日葵茎端生长区两侧的叶黄氧化素与生长素的浓度呈反正关系，即叶黄氧化素在向光面的含量高，背光面低。因此，葵花向阳应该说是生长素和叶黄氧化素共同作用的结果。植物除了这种向光性运动外，还有受地心引力影响而决定生长方向的“向地性运动”，包括根的“正向地性运动”和茎的“负向地性运动”。另外，还有根在地下四处伸展“寻水”的“向水性运动”和“寻找”养料的“向化性运动”等。这些向性运动都是对各种不同刺激的反映，也是对生活环境的适应结果。

含羞草的运动之谜直到1913年轻杰克逊·博斯爵士测定了因刺激产生的动作电位的电信号后才得以解开。原来，含羞草的小叶受到震动或机械触摸后会合拢甚至导致整个叶柄下垂的现象，正是由于刺激在普通细胞中激发了某种电信号并能沿着传导组织的木质部和韧皮部传递到50厘米远的叶柄和叶片的缘故。含羞草所独具的不寻常伸长的韧皮部细胞象高速公路一样保证了电信号传递的畅通无阻，其速度很快。那么，含羞草又是怎样对电信号的刺激产生运动反应的呢？原来，它的羽状复叶叶柄和小叶的基部都有一个膨大的叶枕，中心有1个大维管束，其周围有许多薄壁细胞，它们含有很多水分，保持着膨压，使得叶柄挺起、小叶张开。当由机械刺激产生的动作电位传递到小叶基部时，就使叶枕上半部薄壁细胞的水分马上渗透进细胞间隙而导致膨压骤然下降，但下半部的薄壁细胞仍维持着原来的膨压，这样就使小叶片一个个直立起来，我们就看到含羞草叶子闭合。如果震动刺激大，电信号还能传导到叶柄基部的叶枕，使得其下半部的细胞膨压降低，于是叶柄连同小叶一齐垂下。含羞草不仅对轻微的机械刺激能产生反应，而且对方向、温度、湿度、光密度、电击、刺伤、烧灼、烟雾及酸类等化学药品，甚至对大气压的变化都表现得十分敏感，它还像动物一样会被氯仿或咖啡因麻醉。据说，英国皇家植物里有一种敏感的含羞草，在外界的强烈刺激下会脱去所有的叶子。怪不得含羞草能用来预报天气甚至对地震也会有所反应呢。含羞草的运动反应也是在长期的自然选择下形成的一种保护性反应。

无独有偶，有一种叫舞草的豆科多年生落叶小灌木，不仅能运动，而且还会“跳舞”呢！它的三出羽状复叶的顶小叶约长8厘米，二侧小叶仅2厘米左右，这对小叶能明显的转动“翩翩起舞”。其学名的印加词（gyrans）即为“旋转”之意。侧生小叶或作360度的旋转运动，或上下摆动，时而二小叶随时向上合拢，然后慢慢分开平展，时而一片向上，一片朝下，同一植株的各小叶可同时“起舞”，有快有慢，此起彼落，颇有节奏，煞是动人。即使在夜间的“睡眠”状态下，小叶也仍徐徐转动不止，只是速度慢于白天。舞草的“感夜运动＂与合欢等的情况不同，每到夜晚，它的叶柄向上举起贴向枝条，顶叶压下靠拢叶片像一把正在合拢的小折刀，呈“之”字形。顶叶和叶柄儿与地心引力平行，可减少支撑叶片的能量消耗。这是由于顶小叶及整个摹叶的叶枕部有一群细胞增加了膨压所致。随着晨曦的到来，叶腋角度增大，顶小叶撑开，这是因为叶枕部相反位置的一群细胞增加了膨压。该运动机制与含羞草的相似，但它的“感夜运动”并非像含羞草的“感震运动”一样由机械刺激引起。舞草昼夜不停的“舞蹈”是植物界里比较罕见的，它既不是含羞草的“感震运动”，也不是向日葵的“向光性运动”，其运动之谜迄今尚未搞清楚。有人认为，舞草是否像同科豌豆的叶卷须那样，它接受了小叶转动的遗传信息，因而能够“翩翩起舞”，但没有得到小叶变成卷须的基因。当然这仅是一种假设，其真正的运动机制还有待于人们去探索和研究。

另外，植物还有各种部位的螺旋运动。开紫红色喇叭状的牵牛花用茎以左旋方式攀援缠绕而上，棒草的茎向右旋，何首乌左右“开弓”，随时可以改变茎的旋转方向。若从直立植物茎尖的垂直上方俯视茎的尖端，可见它一直在不停地“画”整齐的圆圈，这是一种上升性的螺旋运动，称作回转转头运动。植物的茎、叶等还可变态成卷须，与物体接触时就产生向前运动，缠卷他物攀爬，这是一种向性运动。葡萄的卷须，无论哪一部分碰到支架就能立即卷曲，但黄瓜的卷须只有上侧或卧侧的某一面有感受性，另一面则没有，即使碰上支柱也不会定生卷曲。它们以及丝瓜的卷须都由茎变态形成，称为茎卷须。豌豆的是叶卷须，胡瓜则兼具茎卷须和叶卷须，野生的菝葜是叶卷须。卷须的向触运动的原因现在知道得还很少，初步认为它是由于生长素分配不均匀而引起的。植物依螺旋运动攀爬他物可以获得较多的阳光和空气，有利于自身的生长发育和后代的繁衍，同时又节省了很多像直立植物消耗在茎干和枝条上的物质，符合经济原则，也是在进化过程中形成的适应性。

植物的各种形式、各种机制的运动，确是一个十分有趣而复杂的问题，有的尚未搞得十分清楚。但都表明植物也是有感觉的，它们对刺激能产生各种不同的反应，起到“自顾和自卫”的作用。这是它们在生物进化中长期适应生活环境的结果，具有高度的科学性和先进性。植物的运动机制还有待于作进一步的深入研究，人们可以通过“植物仿生学”得到许多奇妙有益的启示，为促进生产和建设服务。

植物有“语言”吗？

植物在人们的眼里，似乎总是默默无闻地生活着，不管外界的条件如何变化，它们永远无声地忍耐着。但是到20世纪70年代，一位澳大利亚科学家发现了一个惊人的现象，那就是当植物遭到严重干旱时，会发出“咔嗒咔嗒”的声音，后来通过进一步的测量发现，声音是由微小的“输水管震动”产生的，不过，当时科学家还无法解释，这声音是由于偶然，还是由于植物渴望喝水而有意发出的，如果是后者，那可就太令人惊讶了，这意味着植物也存在着能表示自己意愿的特殊语言。

不久之后，英格兰大学教授米切尔把微型话筒放在植物茎部倾听它的声音。经过长期的测听，他虽然没有得到更多的证据来说明植物确实存在语言，但米切尔说，这是一项十分有用的技术，有助于育种学家测量植物新品种的抗旱能力，还可以帮助农民选出适于干旱地区种植的种子。

随着探索植物“语言”的研究不断深入，1980年，美国亚利桑那大学的威廉·金斯勒和他的同事，在一个干旱的峡谷里装上遥感装置，以此来监听植物生长时发出的电信号。他发现，当植物将阳光和养分转换成生长的原料时就会发出一种信号。了解这种信号是十分重要的。因为只要把它们译出来，人类就能对农作物生长的每个阶段，从发芽阶段直到收获阶段了如指掌。金斯勒的研究成果公布后，引起了许多学者的广泛兴趣，很多人怀疑这种电信号的“植物语言”是否确能真实而又完整地表达出植物各个生长阶段的情况，它是植物的“语言”吗？

1983年，美国华盛顿大学的两位生态学家奥律斯和罗兹声称，能代表植物“语言”的也许不是声音或电信号。他们在研究受到害虫袭击的树木时发现，植物会在空中传播化学物质对周围邻近的树木传递警告信息。他们在推测树木为什么要这样做时说，也许是为了通知其他尚未受到虫害的树木，使它们及早做出化学防御准备来抵抗蚀树的害虫。这两位学者在研究报告中写道：“我们在现场试验中获得证据初步表明，某种柳树的叶子遭到蝎毛虫的破坏，就会导致柳树改换吸收其他的滋养物。不仅受到虫害的柳树发生这种现象，而且邻近那些未受虫害的柳树也会产生同样的现象。之所以会产生这种结果，是由于未遭虫害的柳树受到已遭虫害柳树发出的挥发性化合物的刺激后所做出的防御反应。”

以上种种论点似乎都有道理，但又都显得证据不足，科学家们试图揭示植物“语言”之谜的渴望越来越强烈。最近，英国伦敦的学者罗德和日本中部电力综合技术研究所的岩尾宪三，为了能更彻底地了解植物发出声音的奥秘，特意制造出一种别具一格的“植物活性翻译机”，他们设计的这种机器上只要接上放大器和合成器，就能够直接听到植物的声音。岩尾宪三在研究中发现，有些植物的声音会随房间中光线明暗的变化而变化，当植物在黑暗中突然受到强光照时，能发出类似惊讶声音；当植物遇到变天刮风或缺水时，就会发出低沉，可怕和混乱的声音，仿佛表明它们正在忍受某些痛苦。在平时，有的植物发出的声音好像口笛在悲鸣，有些却似病人临终前的喘息声，而且还有一些原来叫声难听的植物，当受到适宜的光照射或被浇过水以后，声音竟会变得较为动听。岩尾宪三在介绍这种奇妙的机器时说，它的出现不仅在将来可用作植物对环境污染的反应，以及对植物本身健康状况的诊断，而且有可能使人类进入与植物进行“对话”的阶段。当然，岩尾宪三所说的还仅仅是一种美好的设想，目前尚有许多学者并不承认有“植物语言”的存在，植物究竟有没有“语言”的问题，看来只有等待今后的进一步研究才能做出答案。

植物有“眼睛”吗？

在人类看来，植物当然没有眼睛。然而人们会问，与植物生命活动息息相关的光是如何被植物感受的呢？植物怎么会表现强烈的趋光性呢？植物怎么知晓日出东山，夕阳西下，从而自我控制何时开花、落叶？向日葵为何能随太阳位置变化而而转动？它是根据什么来确定太阳位置的呢？对此，美国科学家给了我们确定而惊人的回答：“植物有眼睛”。确切地说，植物的每个细胞都是一个光感受器，依靠这些光感受器，植物不仅能“看见”光，而且还能感觉光照的“数量”（光强度，光照时间）和“质量”（光波），并作出反应。有的科学家还提出，植物身上所发生的一切都是由眼睛来控制的。

还在20世纪50年代，在我国东北的试验田里，试种过从南方搬去的良种水稻，它们长得像牧草一样繁茂，可就是不抽穗扬花，竟然颗粒无收，相反，东北的水稻良种，运到南方去种，连种子也捞不回来。究其原因，这都是人们忽视了植物“眼睛”的缘故。

远在20世纪初，欧洲的植物学家在研究烟草新品种时，领略过植物对光照数量（时间）的苛求。种烟草是为了收烟草而不是收种子。烟草若开花，养料就会消耗到开花结籽上去，影响烟叶生长。有人就千方百计培育只长叶子不开花的烟草，结果真的培育出了在整个夏季和秋季都不开花的新品种。但是，新的问题出来了，不开花就收不到种子，第二年拿什么播种呢？人们只得在严冬到来之前，把烟草从地里挖起搬进温室，所幸在冬天了花，结了籽。烟草为什么在露地不开花，进温室后就开花呢？是搬动的关系？是温度的关系？一个个假设都被实验否定了……终于发现，搬进温室后光照时间（白天）增加了，会不会是白天长短的不同影响开花呢？人们在烟草地里修建了一座密不透光的木头房子。七月里，每天下午4时把种在花盆里的烟草搬进屋，上午9时才搬出屋见阳光，每天只能见到7个小时阳光（像冬天一样）的烟草果然在夏天开花了。为了慎重起见，人们又把实验倒过来做：冬天太阳落山后，对放在暗室里的烟草用电灯给以额外的“阳光”，使冬天的白天跟夏天的一样长，结果烟草就像夏天一样不开花，没得到这份额外“阳光”的烟草却都照常开花。可见，白天的长短——植物接受光照时间的长短是决定开花的一种原因。

经过研究，植物学家发现全世界的植物大致有3种情况：白天光照要12小时以上才能开花的“长日照植物”，如小麦、蚕豆、白天光照短于12小时才开花的“短日照植物”，如大豆、烟草；还有一种对光照时间并不苛求的“中性植物”。

这个与农副业生产关系密切的现象促使科学家进一步研究植物是怎么感受光的。如同人们乐意挑选接近日光的照明光源一样，植物在自然光（阳光）下要比人造光下长得好。这是因为人造光比起太阳光来，光的颜色比较单调（即光谱较窄），例如荧光灯发出的多半是短波光，白炽灯发出的多半是长波光，后者光谱较接近日光。实践证明，采用人工光照射需要考虑光的形式、成分和强度。众所周知，植物体内的叶绿素等色素吸收光，进行光合作用，制造有机物，这不仅对于植物，而且对于全部生物，都是极其重要的。但实验表明，各种植物对光的选择是不同的，科学家曾对生菜作了各种光照试验，发现清晨浅红色的太阳光使生菜籽发芽，傍晚的太阳光转向暗红，发芽停顿、休眠，大自然的这种巧妙安排实在令人赞叹。

那么，植物又是如何“慧眼”识光的呢？科学家终于发现几乎每种植物细胞中都含有一种专门的色素——视觉色素，这是一种带染色体的蛋白质分子。染色体使蛋白质呈蓝光，使其具有吸收光的能力。近年发现的视觉色素在植物细胞里含量甚微，据计算，30万棵燕麦苗（90千克）才能提炼出一试管视觉色素。

一般色素如叶绿素把光作为能源，并只对一定波长的光作出反应，而视觉色素却把光当作信息源，并能对不同波长的光出化学反应。如藻类能对红色光、橙色光、黄色光和绿色光产生反应。视觉色素见到浅红光（如清晨，太阳升起），就显得活泼，犹如植物“睁开眼睛”，见到暗红光（如黄昏）视觉色素似乎变得迟钝，植物“闭上眼睛”。但视觉色素也吸收暗红光，分子结构发生细微的变化，到次日太阳升起又变得能吸收到红光了。从太阳光中浅红光的变化，植物就能看到，是白天开始了，还是夜幕降临了。

但是，视觉色素究竟如何“左右”植物呢？进一步的研究发现，凭借视觉色素，从植物的根到植物的叶尖有着完整而灵敏的感觉系统，对光产生既定的反射反应：花开、花合、叶子向左、叶子向右、变换根的生长方向。有一种藻类，能根据光线的强弱和照射位置在水里移动。在一定的光脉冲下，它能绕自身的轴旋转90度。在中等强弱的光线下，蓝藻在“游动”，有的在寻找亮光，而有的又在避开特强的光。这是眼睛看见光，识别着光，以此控制着蓝藻的漫游和运动。当某株植物被邻近的同类遮住了光线，视觉色素就会发出长高的指令，让植株尽快“出人头地”，冒出危险区。植物的眼睛，即视觉色素能识别白天和黑夜的长短变化，并发出化学信号，促使植物生长点上长出花蕾……

利用细胞生物学，人们找到了植物的眼睛，但从分子生物学角度，科学家对植物眼睛的认识远比外形、生理确切的动物眼睛要浅薄。诚如对入耳或手指“识”字的特异功能还不识其庐山真面目一样，植物眼睛之谜还有待于科学家不断去探索。植物能不断地制造视觉色素，视觉色素由非主动形式转变成主动形式，而后又以相反顺序转换，这一切都是通过光而发生的。而人类却还不能任意地用光把化合物从一种形式转变成另一种形式。一旦人们彻底揭开植物眼睛之谜，百科全书的“眼睛”一词也许要重新定义了。

植物也会被“麻醉”吗？

谁都知道这样一个简单的医学常识：病人在动手术前要经过药物的麻醉或针刺麻醉，使神经系统失去应有的敏感性，以免除开刀时的痛苦。科学家们突发奇想，对植物是否也能进行“麻醉手术”？如果植物对麻药会产生反应，那将对人工控制栽培作物的生长时间、生长速度具有相当重要的意义。

众所周知，麻醉是针对敏感的神经组织的，动物和人有神经，但在植物体内有没有呢？1979年，美国耶鲁大学的两名教授高尔斯顿和斯拉曼在研究植物的运动机制时提出：“大量的资料表明，植物，尤其是许多敏感植物，具有明显的类似神经的活动，这些活动是可逆的，能够反复不断进行。

既然植物有类似神经的结构，那么它们会不会被麻醉呢？为了解开这个有趣的谜团，科学家们用麻醉药对植物进行麻醉试验，大量的试验证明，植物确实能够被麻醉，而且在麻醉剂的浓度、作用和消退的时间方面，植物和动物是相像的。后来，德国生理学家克劳德·伯纳德在研究中得到了一个有意义的发现，那就是水生植物经过氯仿处理后，光合作用受到抑制，在水中不再冒出氧气气泡，而去掉氯仿后，光合作用重新恢复，氧气气泡又会汩汩地冒了出来。氯仿对水生植物的“麻醉”作用使他极为振奋，于是克劳德·伯纳德开始用农作物、树木和各种藻类植物作为实验材料，进一步研究麻醉剂对植物光合作用的影响。但结果却十分矛盾，麻醉剂在有的情况下能促进植物的新陈代谢，在另一些情况下又会抑制新陈代谢。显然，有的植物麻醉机理方面还存在许多不解之谜。不过，克劳德·伯纳德的研究，已使科学家们把大部分精力投入到又一个具有应用价值的领域之中。

对植物使用麻醉剂往往会带来两种截然不同的效果，尤其是在种子发芽期间表现得更为明显。因为一粒种子犹如一个有生命的“脱水包装袋”，在里面装着DNA、酶和各种养料。由于种子几乎处于完全干燥的状态，水分极少，因此这些物质只能“蛰伏不动”。离开母体的种子好像一位沉睡的公主，只有当光、温度和水等外界条件适宜时，各种激素被激活时，沉睡的公主才能冲破“睡袋”，苏醒过来。

根据以上原理，美国马里兰州农业部的泰勒桑和亨德利克斯，用秋稷草种子进行试验，发现乙醚和氯仿等麻醉剂，也和光照、水分和激素一样，是促进种子发芽的有效物质。这些麻醉剂能充当优良的催芽剂，对许多草本植物，尤其是一些经济价值较大的栽培植物发挥良好的作用。麻醉剂还能模拟光照作用，使种子萌发。众所周知，种子的正常发芽生长，一般都离不开适量光照，但经过麻醉手术后的植物种子却不然，它可以在黑暗的条件下照常发芽。

然而到目前为止，麻醉剂对已发育长大的植物究竟有多大影响，证据还很不充分。现在只知道，乙醚类的麻醉剂能打乱植物枝条中生长激素的流动，巴比妥类药物能阻止稻秧生长。在所有这些有待于探索的新领域中，最使科学家们迷惑不解的是，既然麻醉剂能阻碍成年植物的许多生理过程，那么对大麻、罂粟一类植物来说，它们的体内充满着类似的麻醉药物，又为什么能够照样茁壮生长呢？总而言之，在植物麻醉的研究领域中，依然笼罩着一层神秘的纱幕。不过从已有的实验来看，麻醉剂终将成为可能打破种子休眠和控制植物生长的有效武器，不是吗？

能利用植物来预测地震吗？

地震前，某些动物会出现异常反应，根据大量资料证实地震前有明显异常反应的动物有80多种，有时动物对地震的反应比测震仪还要敏感。那么植物与地震有多少关系呢？它在地震发生前是否也会产生明显的异常反应呢？能不能利用植物来预测地震呢？最近，许多科学家对此产生了极大的兴趣，并对这个开创性的新课题进行了积极的研究和探索。

中国的一些学者首先以调查地震前植物发生异常反应的表象着手，他们发现在20世纪70年代期间就有许多值得注意的情况。例如在1970年，宁夏西吉发生5.1级地震前的一个月，离震中数公里的隆德县，蒲公英在初冬季节就提前开了花。1972年，长江口区发生4.2级地震之前，上海郊区曾出现不少山芋藤突然开花的罕见现象。尤其是1976年唐山大地震前，唐山地区和天津郊区发现竹子开花、柳树枝梢枯死等异常现象。还有，在1976年8月16日四川松潘地区发生7.2级地震前，“熊猫之乡”的平武县境内，发生了大面积箭竹开花死亡的事件。但以上的现象缺乏足够的证据，无法确切地说明，地震之前的一段孕育过程中，是通过哪些物理或化学的因素来引起植物产生异常的生长，发育开花和结果等现象。

到20世纪80年代，日本东京女子大学的学者鸟山教授，对植物是否能够预测地震进行了长期的、更为深入而又详尽的研究，从植物细胞学的角度观察测定了地震前植物机体内的变化。她说，生物体的细胞犹如一个活电池，当接触生物体非对称的两个电极时，两电极之间便产生电位差，出现电流。在动物中，机体感觉器官受到刺激时，通过神经把兴奋传到中枢神经系统，然后通过大脑把必要的指令传至有关效应器官，作出相应的反应。但在植物中，没有分化出感觉器官和效应器官，然而它们对外界的刺激仍然可以在体内发生兴奋反应，就像含羞草叶一经被触摸便会立即收缩那样。

在以上思想的指导下，鸟山教授用高灵敏度的记录仪，对合欢树进行生物电位测定，并认真分析了几年来记录下的电位变化，发现这种植物能感觉到打雷、火山活动、地震等前兆的剌激，出现明显的电位变化和过强的电流。例如在1978年6月6日至6月9日的四天中，她测量到合欢树的生物电流呈正常状态，到了10日，11日则出现了异常大的电流，及至6月12日上午10点钟又观察到更大的电流后，当天下午5时14分在官城县海域便发生了7.4级地震。此后余震持续了10多天，电流也随之趋小。鸟山教授对合欢树能够在地震前两天作出反应的现象解释说，出现异常强大的电流，也许是由于它的根系能敏感地捕捉震前伴随而来的地球物理化学变化，其中包括地温、地下冰、大地电位、电流以及磁场的变化，从而导致植物也产生各方面的相应变化。

为了揭示植物与地震关系的奥秘，一些年轮学家也投入到这场研究之中，最近，美国哥伦比亚大学的戈壁·雅各比在研究树木年轮时意外地发现，一棵松树横切面的年轮长得不规则，而且挤在—起，但在以前它一直长得很好。他检查了这棵松树的来源，发现它来自于1857年一次大地震的震区。雅各比认为，经历过地下断层活动时期的年轮，将为人们预测未来地震提供一些有益的数据。

对利用植物预测地震的研究现在还刚刚开始，但科学家们坚信，只要通过长期的资料积累和研究，并结合其他各种手段进行观察，植物所发生的异常现象肯定会对临震前预报有积极的意义。

为什么植物会产生“睡眠”运动？

人和动物需要睡眠，但很少有人会考虑植物是否也需要睡眠的问题。其实在晴朗夜晚的田野中，只要注意观察就会发现，有许多植物已产生了奇妙的变化。比如公园内的合欢和农田里的花生等，在白天的阳光下叶片舒张伸展，可是一到夜晚却紧紧关拢，或者将所有的小叶折叠在一起而下垂。

这种有趣的现象被植物生理学家称之为睡眠运动（亦称感夜运动），并引起了许多学者们的重视。10多年来，围绕着这一课题，科学家们展开了广泛的研究和讨论，同时提出了很多解释这种现象的假设和推断。

这个概念最早是由英国著名学者达尔文在1880年所著的《植物的运动能力》一书中提出的。他发现，有些植物在外力的迫使下，其叶片停止运动，始终保持在某一固定的位置，结果叶片很容易遭受冻害或寒害。达尔文为什么会得出这种结论呢？原来他在对植物生长行为的长期观察中，发现积满露水的对片因为受到重量负荷而运动不便，它们往往比那些能自由运动的叶片更容易遭受寒冷的袭击。虽然在当时他还无法直接测量叶的温度，但他仍然断定，叶片的睡眠运动是对植物极有好处的，也许这主要是为了保护叶片抵御夜晚的寒冷。

达尔文的观点因为缺乏充足的实验证据，一直未引起人们足够的重视。直到20世纪60年代，许多欧美和日本的学者才开始深入研究植物的睡眠运动，于是许许多多论述植物睡眠运动生理机制的假说纷纷被提了出来。其中在当时最流行的是“月光理论”。持这一论点的学者们认为，叶子的睡眠运动能保持植物免遭月光的侵害，因为过多的月光照射，可能干扰植物的光周期感官机制，损害植物对昼夜长短的适应。然而使人们感到疑惑的是，用“月光理论”很难解释，为什么许多不具有光周期现象的热带植物同样也会出现睡眠运动。

正当学者们感到困惑不解时，美国加利佛尼亚洲斯克雷帕听斯海洋研究所的一名学者恩瑞特，用一个灵敏的测温探针，在夜间去测量多花莱豆的叶片的温度，结果发现，水平方向叶子不进行睡眠运动也不关闭的叶片的温度，总比垂直方向叶片进行睡眠运动的关闭叶片的温度要低将近l℃。尽管温差很大但这个实验似乎为早期达尔文阐述的观点提供了有力的佐证。

以后，恩瑞特又进行了更深入的研究并提出，正是这仅仅1℃的微小温度差异，已成为阻止或减缓叶子生长的重要因素。他认为，睡眠运动对植物的分布状况有重要的影响，在相同的环境中，能进行睡眠的植物生长速度较快，而且它比不能进行睡眠运动的植物具有更强的生存竞争性。

植物睡眠运动的本质正在不断地被揭示，但对这种现象的各种生理机制的研究显然是远远不够的，因此要彻底揭示植物睡眠运动的所有谜点，尚需要进行更广泛深入的研究。

植物有免疫功能吗？

人和动物体都具有免疫功能是众所周知的，利用免疫法抵抗各种疾病的发生，已在人和动物中广泛应用，早在公元16纪以前，我国已发明“人痘接种术”，普遍采用种痘防止天花病。而植物体是否也具有免疫功能？是否也可借助于人和动物中常用的免疫法来抵抗各种病害？这个新课题，目前还鲜为人知。

存在于生物有机体的遗传信息都有一个最基本的意义，即确保其本身在进化过程中的幸存和繁衍，为了生存，生命有机体需要向有利于自己的机体进化，最低限度地避免伤害。由于外界环境和生活方式的差异，植物体和动物体同样都具有一整套高效抵抗外来不良环境的机制，否则现在地球上就不会有如此多的生物体。自然界在富有生命力的寄生物——寄主环境的结合出现以前就有无数的结合发生，在关于大量的近百万年肯定发生的结合中，生物体只有少数的病害发生，这确实是令人惊奇的。在抵御病害方面，植物被认为同动物一样都具有一套免疫机构以抵御外界病害的侵入。虽然在植物中尚未发现免疫球蛋白，抗体抗原的关系还未有明显的证据，但是植物确有可诱导免疫的保卫机制，它能有效地抵抗由真菌、细菌和病毒引起的病害，当然在免疫方法和机理上跟动物是有显著差异的。

从20世纪开始，植物应用免疫方法抗病的事例已不断有所报道。人们用各种诱导因子，接种于幼小植物，使植物整体免疫，以抵抗各种病害的发生。诱导因子可以是多种的：病原体的非致病性生理小种、选择过的非病原体、弱致病性病原体、强致病性病原体以及它们的代谢产物都可诱导植株对病害获得免疫能力。诱导方法较简单，将诱导物喷散或滴接在叶片表面，直接浇根或注射到植株茎部，都可诱导植株免疫。对同一种植物来说，诱导因子可以是多种的，并且诱导产生的抗性，并不仅限于一种病原菌，而是多种的防护，具一定的广谱性。美国人库茨用瓜类刺盘孢和烟草坏死病毒诱导黄瓜免疫，可使黄瓜同时对黑茎病、茎腐病、黄瓜花叶病和角斑病等10种病害产生抗性，单一的诱导可使植株免疫4～6周，若再经一次强化诱导，免疫效应一直可延续到开花结果期。目前，植物免疫工作中，人们常用烟草花叶病毒为诱导因子，使烟草抗黑茎病、番茄环矗病毒等病害。菜豆方面的工作做得比较早，在20世纪30年代，德国人卡波和卡拉耶就用灰葡萄孢代谢物浇根，而使植株免疫。就目前来看人们已在烟草、黄瓜、西瓜、甜瓜、莱豆、马铃薯、小麦和苹果等多种作物中获得成功。到1979年，在寄主—病原苗单—的免疫中，已有100多对获得成功。

植物免疫一般说来具有减少病害的损伤面积和病斑数目的特性，过去对内中的机理尚未完全搞清楚。近年的研究指出，一些病原菌进入免疫植株其穿入能力明显降低，抑制了真菌的发育，抑制了细菌、病毒的侵入和增殖。非常明显，免疫植株木质化作用增强，使植株形成了一种化学屏障和结构屏障，产生的酚木质素前体所具有的剧毒性，游离基的毒性，足以直接控制病原菌的生长，并且木质化还增强了免疫植株细胞壁的机械抗性。

另外还发现在免疫植株中一种叫做植物抗毒素的化学物质明显增高，它们大都出现在病原菌侵染部位附近。植物抗毒素不像动物体内的蛋白质抗体，它是低分子量的，通常为新的物质，是植物次生代谢的产物，数量很少，具有生物专一性，它也可直接抑制病原菌的生长。目前至少已在17个科植物中证实有植物抗毒素的积累，并且同一科的植物所具有的植物抗毒素有着明显的相似性，但科之间有较大差异。现在认为免疫植株中木质化程度的加强和植物抗毒素的合成都和免疫植株一次生代谢——苯丙烷类代谢的加强有关，木质素和植物抗霉素都可能是此代谢的最终产物。

最近有人还发现在免疫植株诱导部位产生一种“化学信号”，并可通过植物体周身传递，这种“化学信号”和植株免疫紧密相关。另外人们还从免疫的烟草、黄瓜等植株中分离出一种特有的蛋白质，这种蛋白质的作用功能目前还不太清楚。

免疫是人类和动物抗病的一种重要手段，但至今还未将免疫强有力地应用到植物病害的控制上。植物免疫有许多优点，应用它不会像使用农药而造成环境污染。但植物免疫目前还大都停留在实验室，只是在美国、日本和荷兰做了一些田间应用工作。目前，植物免疫方面还有许多问题尚待解决，例如免疫作用的稳定性和遗传性，植物免疫还未能涉及到全部植物，控制全部病害，而且还只限于部分植物部分病害，其免疫机制更有待于探讨。跟动物免疫相比较，植物免疫至今还有许多谜，尚待人们去研究解答。以目前的进展来看，植物免疫有很大的潜力，相信不远的将来，植物免疫的手段会像动物免疫那样，被人们广泛接受，在植物王国发挥其应有的作用。

植物能“自卫”吗？

美国东北部生长着大片橡树林。1981年，一种叫舞毒蛾的森林害虫大肆蔓延，把1000万英亩橡树叶子啃食得精光。橡树林受到了严重危害。可是，1982年，当地的舞毒蛾却突然销声匿迹，橡树叶子郁郁葱葱，生机盎然。这使森林科学家们感到非常奇怪，因为舞毒蛾是一种极难扑灭的森林害虫，大面积虫害更难防治。而且，自从舞毒蛾为害以来，当地既没有派人捉虫，也没有施用杀虫药剂，舞毒蛾怎么会自行消失呢？通过分析橡树叶子化学成分的变化，科学家发现了一个惊人的秘密：在遭受舞毒蛾咬食之前，橡树叶子中含有单宁酸不多，而在咬食之后，叶子中单宁酸大量增加。单宁酸跟害虫胃里的蛋白质结合，使得叶子难以被害虫消化。吃了含大量单宁酸的橡树叶子，害虫浑身不舒服，变得食欲减退，行动呆滞，不是病死，就是被鸟类吃掉。依靠单宁酸这样奇妙的自卫武器，橡树林居然战胜了舞毒蛾！

无独有偶，在阿拉斯加，也发生过这样有趣的事。1970年，阿拉斯加原始森林中的野兔繁殖发展非常迅速。它们啃食植物嫩芽，破坏树木根系，严重威胁森林的存在。为了保护森林，消灭野兔，人们想方设法，在森林中追击围捕，但是收效甚少，兔子的数量有增无减。眼看大量森林就要遭到毁灭，这时，野兔却突然集体生起病来，拉肚子的拉肚子，病死的病死，几个月之内，野兔数量急剧减少，最后在森林中消失了。野兔怎么会突然消失了呢？科学家发现，森林中所有被野兔咬过的树木，在它们新长出的芽、叶中，都产生一种叫萜烯的化学物质，就是这种物质使得野兔生病、死亡，最终离开了森林。

以上事实引起植物学家们的极大兴趣。我们知道，动物在受到攻击时会进行自卫。那么，植物在受到害虫、害兽侵袭时能不能进行自卫呢？森林战胜了舞毒蛾和野兔，这能不能算是植物的自卫呢？

为了回答这些问题，英国植物学家厄金·豪克伊亚对白桦树林进行了大量观察研究。他发现，白桦树在被昆虫咬伤伤后，树叶中含有的酚会增加，这样，叶子对昆虫的营养价值就降低了。通常，酚类在叶子遭到昆虫咬食后的几小时到几天内就生成，这能抑制昆虫的进攻。这种酚的形成是暂时的，一旦害虫的威胁解除，叶子中的酚也会减少。如果白桦树经常受到昆虫侵袭，树叶中会产生一种长期抵抗昆虫的化学物质。别的有关科学家，也在枫树、柳树等其他植物叶子中，发现了树内日醛、树脂等抵抗害虫的化学物质。根据这些研究，一部分植物学家相信，植物是有自卫能力的，它们在遭到昆虫或其他动物侵害时，能像动物—样，迅速作出自卫反应。通过体内的化学变化，产生出抵抗害虫的物质。

更令人惊奇的是，美国华盛顿大学戴维·罗兹还发现，当柳树受到毛虫咬食时，不但受到咬食的柳树会产生抵抗物质，而且3米以外没有受到咬食的相邻的柳树也会产生出抵抗物，这也就是说，植物还能“互通情报”，集体自卫！美国达特默思学院的伊恩·鲍得温也发现，糖槭树受到昆虫袭击时，不但受到袭击的树产生抵抗物质，而且还产生挥发性化学物质，通过空气向四处散发，像“防虫警报”一样，使周围的糖槭树也产生抵抗物质，作好自卫准备。罗兹和鲍得温报道了这样奇妙的植物“集体自卫”现象，他们也认为，这是植物特殊的自卫现象，植物能够进行自卫，能够为自卫而进行化学通讯。

但是，有一些植物学家不同意植物能够自卫的说法。他们认为，自卫是有目的的反应，植物没有神经系统，没有意识，怎么能进行自卫呢？他们还指出，尽管人们发现了一些能产生抵抗物质的植物，但是种类并不多，还有许多植物并不表现这种所谓的“自卫”能力。

植物能不能自卫？这一争论引起众多植物学家、生态学家的注意。使研究者们困惑不解的是，植物没有感觉神经，没有意识，它们是怎么感知害虫的侵袭，又是如何调整体内化学反应，去合成一些对于自身生长代谢并无作用，却能使害虫望而生畏的化学物质？它们又是怎样散发和接受化学“警报”协同群体抵抗害虫的“行为”的？只有弄清这些植物生理学机理，才能最终解开植物自卫之谜。然而，到目前为止，植物学家们还无法解释这些奇妙现象的实质。

人工能制造种子吗？

自古以来，农业上习惯以天然种子播种获得更多的收获。但是，今天的植物生物工程改变了传统的农业技术旧面貌。是否能人工制造种子呢？这一问题已作为植物快速繁殖的一项新技术被提出来了，不少国家开展了研究，并已取得了惊人的成果。

人工种子的研制，从理论的提出到某些种植物人工种子的研制成功，经历了漫长的岁月。远在1839年，细胞学家施旺指出：“每个细胞应该可以独立生活和发展，假如具有的条件正如它存在于有机体内一样。”1902年，德国植物学家哈勃兰特根据细胞学说的理论，第一个大胆提出，要在实验室里的试管中人工培育植物，他预言离体细胞在生理上、发育上具有潜在的全能性。但是，他和其后的不少科学家的努力，都未能把预言变成现实。直到1958年，美国植物学家斯蒂瓦特，用液体悬浮培养法培养胡萝卜的体细胞，使其胚状体最终成为完整植株，并能开花、结果。哈勃兰特的预言得到了证实。到了20世纪60年代，原生质体的分离、融合等技术的成功，更为植物生物工程走向生产应用奠定了坚实基础。这一切对生产应用性极强的人工种子的研究工作，提供了丰富的理论和实践经验。20世纪70年代末和80年代初，由美国植物遗传公司凯瑟领导的研究组，首先进行了人工种子研制工作。随后美国珀腾大学园艺学系教授贾尼克和特拉华大学教授凯托等，以及法国、德国等国的科学家也相继开展了这项研究工作。目前，美国正推动该项技术进入商品化阶段，投入了相当的人力和财力，法国也已把研制人工种子的项目列入欧洲专家共同开发尖端技术的“尤里卡”计划中，还有一些国家也纷纷把人工种子的研制列入了高技术项目。

那么，世界上不少国家为什么如此重视人工种子的研制呢？在回答这个问题之前，首先要弄清楚，人工种子与天然种子到底有何异同？一颗天然种子，从结构上分析，它主要由稗皮和胚两部分组成，而人工种子同样也应具有这两部分的结构上通过组织培养得到的胚状体，与天然通过有性生殖所产生种子的胚一样，它们在形态、生理生化等方面的特性完全一致，它们的发育途径也相似，最后形成具有子叶、胚芽、胚根和胚轴的结构。至于人工种皮，则需要采用天然的或人工合成的材料代替。它有一定的要求：有保护胚状体的作用，而又允许里面的胚状体发芽、破壳而出，需具承受压力的坚韧性，可包含一定的药品和固氮菌等，促使根的生长，可包裹一些养分和生长发育所需要的成分，适用于原有的耕作设备及播种办法。由此可见，通过组织培养获得胚状体和找到合适的人工种皮代用材料，是获得人工种子的两项关键性的技术，这是难度大的高技术项目。人们所以重视人工种子的研制，因为人工种子与天然种子相比，有明显的优点。人工种子的培育是采用无性的组织培养方法，繁殖系数大，占地少，生产周期短，能人工控制，具有相对的遗传稳定性，能保持原有作物品种的优良特性。这对良种品系的保持，可免去复杂的选种和杂交过程；对于那些杂交后因性状分离而不能制种的作物品种来说，也可以通过人工种子发展成品种；对于在自然条件下不能结实的植物，可以通过人工种子得以快速大量地繁殖。这一切，对农业生产来说，无疑具有重要的经济价值。

科学家的辛勤研究没有白费，这几年人工种子的研制工作取得了很大的进展。1983年11月，美国加州戴维斯一家生物技术公司宣布了芹菜人工种子研制成功。芹菜人工种子不但有胚，且其表面带有微量的固氮细菌以助秧苗生长。因此，家庭园丁都愿购买一天或两天内保证发芽的人工种子，而不愿购买按常规坐等一周以上才发芽的天然种子。遗憾的是，当时研制的人工种子不具种皮。不过，当时研究者雷登巴夫很有信心地预言，在—年半内解决人工种皮，使其更臻完善。

今天，雷登巴夫的预言变成了现实，这几年具有人工种皮的人工种子研制成功的消息陆续报道。美国凯瑟等先后研制成功了苜蓿、莴苣、胡萝卜、西红柿和花椰菜等的人工种子，法国的德马利尔教授等也宣告甜菜、苜蓿等人工种子研制成功，我国也已研制成功单、双子叶植物中的一些人工种子。总之，从这几年研究发展趋势来看，人工种子的研制工作前景诱人。难怪法国德马利尔教授乐观地预言：今后两年内第一批人工种子即可投入商品化生产，到公元2000年，人造种子将引起农业翻天覆地的变化。

但是，到目前为止，已报道制成人工种于的植物种类屈指可数。这首先因为目前尚不能通过组织培养技术，使所有的种子植物都能诱导培养出胚状体。据资料统计，目前只有132种植物已诱导培养出胚状体，它们分属于32个科，81个属。对于无数的种子植物，要诱导出胚状体来，尚未找到有效的调控办法，面对其中的奥妙，至今人们还束手无策。其次，对于人工种皮的代用材料的筛选，目前只找到藻酸钠等少数几种，如何运用高分子合成材料膜等最新技术成果，也还只有设想，这方面的研究工作刚刚开始。这一切表明，在人工种子的研制道路上，有无数未知数需人们去探究。

植物是否有“神经”系统？

20世纪60年代以来，许多科学家开始围绕一个有趣的问题——植物是否具备神经系统——而争论不休。其实，这场争论的根源起于全世界最著名的进化论者，也是研究食肉植物的最早权威——查尔斯·达尔文。他发现捕蝇草的叶片上有6根特殊的“触发毛”，而且只有当其中一根或几根被弯曲过来时叶片才猛然关闭。于是他提出一个大胆的假设：这种行为的发生，一定是由于某种信号极快地从“触发毛”传到捕蝇草叶内部的运动细胞，快得简直像动物神经中的电脉冲。

为了给这种假说提供证据，伦敦大学的著名生理学教授桑德逊在皇家植物园中，对捕蝇草的电特性仔细地进行了观察研究，并在这种植物的叶片上纪录到电脉冲。与此同时，加拿大卡林登大学的学者雅可布森，也在“触发毛”内检测出一些非常不规则的电信号。后来，沙特阿拉伯凯尼格·富塞尔大学农业系生物学教授塞尔经过6个月的研究后发现，植物有一个“化学神经系统”，而且当有人想伤毁它时，它会表现出防御反应。塞尔认为，植物还有类似动物的感觉，两者唯一的区别是：动物能表达这种感受。植物的感觉则是由化学反应产生的，这种化学反应，从某种意义讲，与人的神经系统很相似。

桑德逊和雅可布森的研究结果虽然很快被其他人所证实，但由于他们把电信号看得太重要，甚至理所当然推断植物也有神经，这种论点引起了科学界的广泛争论，甚至遭到其他学者的抨击。德国植物学家冯·萨克斯认为，植物体中电信号的速度实在太缓慢了，通常只有每秒20毫米，而在高等动物的神经中电信号速度为每秒数千毫米。况且从植物解剖学的角度来看植物中根本不存在任何神经组织，由此而证明，植物体中的电信号并不是十分重要的。

但是，说植物没有神经，又有许多事实令人难以理解。生长在澳大利亚的花柱草植物，其雄蕊跟心皮相互融合成一个异乎寻常的“触发器”，形状像一个招呼人的手指挂在花的外边，当它受到触摸时，能在0.01秒时间内突然移动180度以上，这样就能使来此光顾的昆虫被花粉粘满全身，成为授粉的使者。还有像含羞草一类的“敏感”植物，遇到触觉刺激时运动极快，通常能在几秒或不到1秒的时间完成，而不是1分钟或几小时。很显然，它们似乎具备着某些只有神经组织才有的功能。

最近，美国圣路易州的华盛顿大学组成了一个由著名学者皮卡德领导的专门研究小组，皮卡德和她的学生威廉斯以及另一名研究生理的切纳发现：反复轻拂捕蝇草的“触发毛”除了能记录到电信号外，也能刺激微小的、位于其表面的消化腺释放消化液。他们推测，这也许是动作电位在此时起了作用，然而据此仍无法确定植物体内是否具备神经组织。

到目前为止，无数的证据已经表明，所有的植物由于某种目的都能应用电信号，那么能不能说它们已经具备了神经系统呢？相当多的植物学家都不同意上述观点，他们认为在植物体内还不具备任何专门的神经组织。现在所测到的植物电信号，实际上是经过表皮或其他普通细胞传导的。比如在含羞草中，电信号既能沿着木质部的管道，也能沿着有助于信号快速传递的，变得特别伸长的韧皮部细胞而通过。因此，虽然植物的电信号本身与动物中的电信号十分相似，但是其传导组织是全然不同的，而且是极为原始的。植物有没有神经系统？这个问题在科学界还没有一个一致的认识，因为在这一领域中尚有许多现象难以解释，有待于进一步的研究和探讨。

植物探矿的奥秘何在？

1934年，捷克斯洛伐克的化学家巴比契卡和涅美克在沃期兰地区的一千千克玉米灰里，竟获得10克左右的黄金，他们把当地生长的向日葵、冷杉等植物烧成灰，同样也发现了黄金，后来，就在那里找到了一个金矿。早在罗马帝国时期，人们在今天德国的亚琛附近通过寻找“锌草”发现了锌矿。在智利也曾以普通野草为线索发现了一个贮量丰富的铜矿。我国的地质工作者也在1952年，受到一种叫海州香薷的多年生草本的指示而找到铜矿。据说我国玉门油矿的发现，最初还是依靠一种喜欢石油气味的菌类植物当了向导。这些现象有趣地表明了自然界中的某些植物能为探矿提供宝贵而可靠的情报。

科学家对植物探矿之谜进行了研究。原来，有些植物的新陈代谢和生长发育中特别需要某种矿物，它们常常会形成发达的根系而深深扎入地下，去寻找这些矿质元素。埋藏的矿物，在漫长的地质年代里，部分化学元素已渐渐变成能被吸收的离子状态。植物根部细胞在吸收水分时，金属离子也相随进入细胞，即借助存在于细胞膜上的有识别选择能力的载体（即透过酶）进入细胞内部而积聚起来，并运转到茎、叶、花、果或种子里。这就是为什么探矿家每走一段路程就要搜集一些植物的枝叶、花和果等，放在编号的口袋里，并在地图上记下号码。他们回到实验室后把这些标本进行化学分析，便可获得地下矿藏的线索。有的植物在吸收金属离子后改变了细胞液的酸碱度，导致植物正常花色的改变，从而对寻找矿藏起到指示作用。例如有一种在正常情况下开红色花朵的野玫瑰在吸收了大量铜离子后开出了蔚蓝色的花，它指引地质人员在乌拉尔找到了一座铜矿。三色堇的色彩如果变得非常鲜艳，那么该处土中很可能含锌。有人在美丽的七瓣莲的指引下找到了锡矿，根据一种开浅红色花的紫云荚发现了铀矿。欧洲在勘探锌矿的早期，就发现一种开黄花的芦叶堇莱对浅层的锌矿有指示作用。另有些植物的生长姿态就有指示意义。例如蒿在一般土壤中长得相当高大，但由于土壤中含硼量的变化而成为“矮老头”。有一种猪毛菜，它那膨大而扭曲的枝叶正是寻找硼矿的依据之一。更为有趣的是，有一些生长在多锌土壤中的某些植物，1千克灰里的含锌量高达294克，有一种亚麻的灰里竟有52％的氧化铝，它们简直成了植物“矿石”，可以直接进行冶炼了。已为人们探明金矿作出贡献的玉米，有朝一日还可用来直接提炼黄金呢。中朝边界地区有一种铁桦树，其木质坚硬，落水即沉，据说“刀枪不入”，铁钉也钉不进去。这是由于铁桦树大量吸收了土壤里富含的硅元素所致。人们不但在那里找到了硅质土，还从中得到启发，通过增施硅质肥料来提高树木的硬度，增加水稻、小麦一类农作物的茎秆强度，防止倒伏。在国外还有人给树木注射染料，使之长出天然的彩色木材来，用这种木材制作的器具色泽鲜艳自然，颇有特色。

植物探矿及其“指示”作用可以得到广泛应用，生物特性的启发及应用具有广阔的天地。随着现代科学技术的发展、遗传工程、基因工程，细胞工程等已使人们按照自己的意志去改造植物成为可能，并不断探索植物探矿的奥秘。

花儿为什么会开放？

阳春桃李盛开，盛夏娇荷满池，晚秋百菊争艳，严冬红梅斗寒。这一切是多么美妙动人！但是，你可知道植物的这些绚丽多姿的花儿是怎样才开放的吗？这是许多科学家一直在探寻的一个谜。

1880年，德国植物学家萨克斯对于开花提出了一个假说：植物内部有一种“特殊物质”在支配着花的开放。使人失望的是，他以及后来的许多科学家虽然付出了艰辛的劳动，却所获甚少。

自然环境中的偶见现象，给人以极大启发。有时，当森林火灾时，发现浓烟能唤醒沉睡的凤梨，促使它的花开放。更奇怪的是，有人把凤梨平放起来，它能在不开花的季节提早开花。有些植物，如常见的鼠尾草，阳光多了反而不易开花，如果连续几天对它进行黑暗处理以后，会加速开出花来。还有些植物，把它的叶子全部摘去以后，也会很快开花。这些现象，到底是什么原因造成的呢？科学家们进行了认真的思考和分析，认为植物从形成花芽到真正开出花朵来，并不是由植物内部的“特殊物质”决定的，相反，周围环境的微妙变化，是促使植物开花的原因。于是，直到20世纪初，人们还认为只有气候的激烈变化，如寒冷的冬天变成炎热的夏天，或者阴沉的冬日变成晴朗的夏日，才是促成植物开花的原因。

人们在不断地寻找植物开花的科学答案。1903年德国植物生理学家克列勃斯根据自己的实验结果，写了一篇题为《植物形态的任意改变》的论文。他反对萨克斯关于植物发育必受内部“特殊物质”限制的观点，认为给植物创造某些条件可以让植物开花。他把一种香连绒草放在很弱的光照下，栽培几年，起先它只是不停地生长，但就是不开花，后来，把它们挪到阳光充足的地方，竟然很快地开了花。后来他用其他植物做实验，也都得出了类似的结果。

分析起来，光之所以促使植物开花，是由于植物可以通过光合作用，促使体内不断地积累碳水化合物。但是，克列勃斯还存在疑问。他发现给果树施用过多的氮肥后，反而不会开花。这又是为什么呢？他认为花的形成还与某些物质之间的比例有关。当植物细胞内糖的积累比氮多时，花就会展瓣而开，反之，氮比糖多，花就不易形成。克列勃斯的糖氮比学说的论文发表后，立即得到许多学者的拥护，受到了极高的评价。

然而，克列勃斯的理论仍没有被所有的人公认。1920年，加尔纳尔和阿拉尔特两位植物学家发现，一种名叫“马里兰巨象”的烟草，它不像一般烟草那样在夏末开花，而从夏到秋，只见它长高生叶，就是不见开花。把它移栽到花盆里，放置于温室后，想不到，奇迹出现了，烟草竟然在秋冬季节开了花。这是什么原因引起的呢？难道是移栽时的震动，还是由于温度变化？他们经过分析研究，最后认为白昼的长短是开花的决定因素。

为了验证这种想法的正确性，他们在烟草田里建造了一座小木房，在白昼最长的7月中旬，每天下午4时把烟草盆移入屋内，而在第二天上午9时再把它搬到屋外。就这样处理几个星期，烟草终于在仲夏开花了。光照时间对开花的神奇妙用，就这样被人们认识了。后来人们还发现，各种植物的开花，对日照长短的要求是不一样的，像菊花喜欢在短日照下开花，而菠菜和牵牛花却相反，需要要在长日照下才能开花。但是也有不少植物，对每日的光照时间的长短，似乎无动于衷。

1959年德国保司维克和汉特立克两位科学家，专门研究引起植物对日照长短有“感觉”的特殊物质。结果发现植物体内有一种不引人注意的色素，称为“光敏素”，广泛存在于植物体内，只是含量太少了，在1千克的植物中，只能得到1毫克的光敏素。

植物体内的光敏素吸收红光之后，分子结构会改变。它像变戏法一样，变成一种叫做酶的物质，可以使植物体内的代谢过程发生变化，并产生了一种似乎就是“开花激素”的物质。遗憾的是，这种“开花激素”到底是什么样的东西，人们至今还没有搞清。你看，本来似乎可以把开花的秘密揭开了，现在仍然是一个谜。

由于植物开花之谜太吸引人了，它的揭开对于人类的生活会带来福音。因此，有志于攻克开花之谜的专家、学者仍在顽强地研究着。前苏联有个名叫柯洛米耶茨的科学家，他用新的实验推翻了克列勃斯糖氮比的学说。他提出了植物开花与植物体内的细胞液浓度有关的新见解。他发现一般的苹果树苗，在自然环境下生长4～5年后才能开花结果，但他竟能使一年生的小苹果树开花，这是他从偶见现象中经多次实验证实的结果。他在果树枝条生长快要停止之前的夏秋季里，进行大量的施肥，大大提高了植物细胞液的浓度，这样会得到满意结果。如果施肥时间过早或过迟，都不会促使开花。也有科学家认为，植物生长素对花的形成、开放，起着操纵的作用。有人做过有趣的实验，将果树幼果的果心部分切掉，让它继续长在树上，那一定会惊奇地发现，同一短枝上又形成了花芽。如果在动过“手术”的果子上放一块浸有生长素的棉花团，那么在同一短枝上就不会有花芽发生了。这种现象有人解释说，是果实中种子所产生的天然生长素，阻止了花芽的形成。近年来，用植物生长调节剂来调控离体组织培养，对植物开花问题的认识有了新的进展。1986年，中国科学院植物研究所的陆文梁等以风信子花瓣为外植体进行培养，当培养茎中附加玉米素时，能直接诱导发生花芽，且于瓶中的培养物上直接开出鲜艳的花朵，但若附加其他植物生长调节剂，则不会形成花芽，只产生愈伤组织和营养芽等。这进一步说明了，人们可以通过一定的药物来调节植物的开花。

一个多世纪以来，人们不断地在探索花儿开放的秘密，但由于植物花的形态发生及其开放，包含了极其复杂的生理、生化过程，至今仍没有得到众人满意的答案。争论并没有停止。

木材为什么有轻有重？

不同树木的木材，其密度各有不同，有的很小，有的很大。在所有木材中，最轻的要算古巴的粗毛田皂角，其密度为0.0441立方米的重量只有2.75磅。我国最轻的木材是台湾的二色轻木，它的密度是0.186。产自黄河流域以南的沧桐，材质很轻，密度为0.283。最重的木材常是黑色坚硬的，国外有一种南非坚木，木材密度竟高达1.49，一立方米的重量为93磅，浸在水里就下沉。我国广西的蚬木，也属于重的木材，密度达1.128。

那么，木材的轻重之谜何在呢？说来也简单，木材是多孔隙的物体，由许许多多的细胞组成。细胞的外壳是细胞壁，里面都是水分和空气。如果抛开水分和空气，只按细胞壁计算，所得到的质量称木材实质密度。各种木材的实质密度几乎是相等的。但是，在实际上计算木材的质量不能只计算细胞壁，而要计算它的单位体积的重量。这种重量单位用每立方厘米多少克（克/立方厘米）表示，称为容积重（简称容重）。因各种木材的容重常有不同，而可分出轻木和重木。有的木材，细胞壁很厚，孔隙很小，细胞排列很致密，硬得像石头一样，把钉子钉弯也难钉进去，这样的木材容重很大，木材就重，称之为重木。而有的木材正相反，细胞壁薄，孔隙很大而松软，这样的木材容重就小，木材就轻，就叫轻木。

木材的轻重，在很大程度上决定着木材的强度和工艺性质。一般来说，木材容重大的，强度就大，容重小的，强度也小。但是，天生我材必有用。重的、强度大的木材固然可以制作各种机柄、木椽、机械、工业和农业机具，有着多种用途。轻的、强度小的木材也有它的用处，可作捕鱼网的浮漂、救生圈、航空胶合板芯子、扬声器的隔板和其他绝缘材料等。那么，有没有办法控制木材生长的密度呢？有没有可能让木材长得像海绵一样小密度，或是像铁一样大密度呢？这些谜正有待探索。

果树为什么有大年与小年之别？

果树产果时，往往有个奇特的现象，即是若它今年结了很多果子的话，那么，明年就不能多结果或甚至完全不结果了。这种现象在苹果、梨等一些主要果树上，表现得更为明显。人们把这种现象叫做果树的大、小年。

果树的大、小年，给果园的计划生产和管理带来了困难，也影响了市场的正常供应。而且，不均衡地结果实，也容易使果树本身加速衰老。多少年来人们都在不断地探索着果树产生大、小年的原因。

果树上结果的多少，粗看起来似乎是由花芽的多少和花果脱落情况决定的。如果在秋天，果树形成的花芽多，那么第二年开花数量自然也会多，为丰产奠定了基础，相反，如果头年果树形成的花芽很少，那么第二年结果就少。产生花芽多少的原因是什么呢？一般认为，这是果树生理代谢中物质积累差异所致。果树在大年里，结果多，养料首先要充分供给正在生长发育的果实，而果树枝条得不到充足的营养，也就影响了花芽的发生，决定了第二年的开花数量不多。但是，果树的大、小年并非如此有规律地只与花芽数量有关，生产中常有不测“风云”。

与果树大、小年有关的花、果脱落问题，目前已从形态解剖学上找到了理论根据。发现控制花果脱落的“机关”在花柄和果柄的基部，在植物学上称它为“离层区”。当落花落果时，“离层区”里的细胞很快地形成一分离层和一保护层组织。分离层由两层或两层以上的细胞构成。这部分细胞比周围细胞小而狭长，含有丰富的原生质、淀粉和可溶性糖。当分离层细胞中胶层里的不溶解的果胶酸钙转变成可溶性果胶，并变成小分子的多糖醛酸后，中胶层便溶解了，于是两层细胞逐渐分离，彼此失去联系。这时，离层区组织就支持不了花、果的重量，微风一吹，花果便会自然脱落。脱落后，保护层就暴露在外面，表面形成一层木栓化的保护组织，使断处免受病虫害的侵袭和防止失水过多。虽然从形态解剖学上已了解了产生花、果脱落的原因，但是，如何从生理生化的角度来阐明这种机理，从而达到能人工控制花、果脱落，还有无数未解之谜待人们去揭开。

纵观上述对于果树大、小年的分析，似乎合理解决果树营养生理上的矛盾，是行之有效的办法。人们会自然地想到，在大年的时候能否去掉一些果子，使果树在当年的秋天，多形成花芽，保证来年的继续丰产呢？但多次的实验结果，并不令人满意。主要是疏果的标准难于掌握。疏多了，产量降低，疏少了，又没有什么效果。

疏果的目的既然是为了节约果树体内的营养物质的消耗，那么，疏掉一部分花不是更好吗？因为及早除去多余的花朵，能使枝叶生长更加繁茂。美国科学家倍雷曾做了一个实验，他把花嫁苹果和旭苹果各疏去70％以上的花，试验结果非常理想，不但克服了果树的大、小年，而且获得了丰产。但是这个方法，费工多，时间要求紧，在生产上没有实用价值，不能得到推广应用。

后来，经试验找到了用化学药剂喷洒的办法。用二硝基盐的药剂，在开花后2～3天喷洒，可以保证那些已经传粉受精的花朵安然无恙，而可以杀死那些正开放的花朵里的花粉和柱头，这样巧妙地疏去部分后开的花朵，可以有效地控制果树的大、小年。不过，不少人认为，这种办法是消极的。

因此，我国不少园艺学家又提出了“保花保果”的主张。要想尽一切办法，让果树“吃饱喝足”，增加果树体内的营养物质，这样既能保证果实累累，又可使后继的花芽数量繁多。于是，人们采取了种种生产措施。例如，花前施氮肥，花后施磷肥，土壤中保持适当的水分，的确提高了平果率。又如加强田间管理，施足基肥，及时除草，合理间作，这有一定的增产效果。此外，通过整枝修剪，协调营养生长和生殖生长之间的关系，促进花芽分化，提高单位面积的坐果率，可增加产量。近年来，生产上还利用植物生长调节剂以及多种微量元素，及时进行喷洒，也收到了好的效果，我国烟台堪蹈的某果园，就是采用了种种“保花保果”的措施，出现了连年亩产达7.5吨左右的好收成。

但是，也有不少“保花保果”的实验是失败的。例如，1959年，辽宁省有个果园管理很好，果园的肥水控制得当，当中一棵苹果树就结了812千克的果实，谁知第二年这棵树只开了29朵花。到底是什么原因呢？还是一个谜。

果树的大、小年问题，人们已经研究100多年了，奥秘尚未彻底揭开。随着科学研究的不断深入，果树大、小年的原因，一定会弄个水落石出，那时，人们就可以有效地控制果树结果的多少，克服果树的“大小年”现象了。

怎样准确识别毒蘑菇？

毒蘑菇是食用真菌大家族中的害群之马，并不是近几百年才被人们所认识。有人查考，野生菌草中存在毒菇的记述，最早出现在汉代的《金匮要略·方论》一书中，书内这样写道：“木苎中色及仰生者勿食。”公元三世纪《博物志》中还详细记载了误食毒菇的症状，“江南诸山郡中有大森断倒者，春夏生菌，谓之椹……，啖之令人笑不得止。”至于我国人民采摘食用野生菌蕈的历史更为悠久。据推测，我们的祖先早在3000多年前，就已经知道蘑菇味道鲜美可口，1000多年前的文献已有用蘑菇治病的史实。人类与野生食用真菌交往的历史，实际上就是认识、利用野生菌蕈，并减少以至避免误食毒菇造成中毒的过程，劳动人民自古喜欢采摘利用野生菌蕈，是因为它具有较高的营养值和医疗效用。资料表明，食用菌含有高于一般蔬菜的蛋白质，其中不仅具有常见的氨基酸，而且大多数种类含有人类身体必需的8种氨基酸、食用菌还富含B1、B2，A、O、D等多种维生素和矿质营养，其中至少有30种还具有抗人体肿瘤的活性。

在长期采食野生食用菌蕈实践中，人类积累了许多避免误吃毒菇的经验。大约在1600年前我国《尔雅注》中，把简便识别毒菇的方法总结为如下几点：“夜中有光者有毒，煮不熟者有毒，煮讫照人无影者有毒，欲烂无虫者有毒”。还摸索出解除误吃毒菇中毒的方法。北京《北梦琐言》有这样的话：“人有为野所毒而笑者，煎鱼椹汁服之即愈。”《金匮要略》内有煮大豆汁法，《日华子》中有黄酱解毒法，《菌谱》中有苦茗杂白矾法，《本草纲目》中更列举了甘草、绿豆、忍冬汁、梨叶汁等20种中草药可以解除蕈毒。

在国外，由于毒菇给人畜带来不可低估的危害，也深感到鉴别可食用菌与毒菇的重要性。例如16～17世纪，克拉塞斯和范斯德比克注重了解蕈类的毒性状况，他们在前人积累资料的基础上，在介绍菌类植物的有关书籍中对已知有毒的蘑菇均一一予以标明。国外有关专家认为，虽然人类误食毒菇中毒始于史前，也流传一些治疗中毒者的处方，但真正重视家畜、家禽以至人类在内因误食毒菇造成的巨大危害性，是到19世纪末才开始的。如今，法国、瑞士、前苏联和德国等国，采摘、出售野生蕈类已得到政府有关部门的监护，消费者亦尽可放心食用。如瑞士日内瓦规定78种野生食用蕈，法国规定30种野生食用菌可以在市场上贩卖。

然而令人遗憾的是，从祖先早期利用野生菌蕈至今已过了成百上千年，但后人在怎样准确识别毒菇方面，并没有取得应有的长足进步。现在还没有任何可靠且简便的鉴别方法，可以提供给缺乏经验的采菌人用来识别毒菇，从而大大影响了开发利用当地丰富的野菇资源的进程。即使是较有经验的采菇人，有时也常常无法彻底摆脱难以分辨的困惑，而不得不小心谨慎行事。纵观有关书籍记载，误食毒菇，发生中毒的现象仍屡有发生。这是什么原因呢？有关专家认为，一方面跟采食者麻痹大意，草率从事有关。有些人不熟悉当地野生菌蕈的种类、形态特征及其分布状态，初来乍到，凭其他地方积累的采菇经验误食毒菇。有些人土生土长，自以为对当地菌蕈有毒状况了如指掌，但他们不太了解原来可吃的蘑菇，年代一久会变为毒草，有的蘑菇对有些人有毒，另外一些人吃后却安然无恙，还有的毒蕈只是天天食用才会中毒。他们不知道一种毒菇常含有多种毒物，一种毒物又往往存在于多种蘑菇中，如采食时期不同，食后危害症状变化颇大，更不知道吃蘑菇人的体质、饮食习惯常跟是否中毒及中毒程度轻重有关，所以对同一种野生蕈，过去和什么别的食物一起吃，或吃的前后又吃了什么，生吃还是熟吃，水洗还是不水洗等之后，也许没有中毒，但以后再采摘同一种蘑菇，因为吃的方式改变了——这是完全可能的，就会意料不到地中毒。

另一方面，全世界有大型真菌万余种，其中近500种可供食用或药用，我国有伞菌蘑菇6000种，估计有毒菇百种以上，而且已经发现，一种野生菌蕈在不同生态环境下，颜色变异很大，要迅速准确地识别哪些是毒菇，哪些不是毒菇，对专业工作者确实并非易事，更何况非专业采食者尤其要指出的是，因为这么多野生毒菇在真菌分类学中不是一个自然类群，彼此间外部形态、内部结构以及生态习性很不相同，它们仅仅是由于都含有毒，才人为地被归纳在一起，统称为毒菇。

然而，这些情况并没有引起大家的足够重视。国内外至今仍然经常流传一些欠科学的说法和做法。比如；有的根据菌掌的形状特征，提出颜色鲜艳，形状好看的或菌盖上长疣或条纹奇特的菌蕈有毒，有的根据菌体的味道，认为凡是有腥、辣、苦、麻、臭的或散发刺激性、不愉快气味的有毒，有的说，不生蛆、不生虫的有毒，有的说菌体破损后伤口容易变颜色的有毒，也有的说，煮时使银器或大蒜、米饭变黑的有毒，此外，还有人尝试从菌体生长的生态小环境推测有没有毒。

事实证明，这些特征用来作为识别毒菇的绝对标准，是非常危险的。某些特征对鉴别个别或少数几种毒菇适用，毕竟只是经验性的，不一定带有普遍意义，更不能随意上升为理论性标准指导实践。例如，毒伞、白毒伞等颜色并不鲜艳，形状也谈不上好看，破损受伤也不变色，也不能使银器、大蒜变黑，但它们却含有致命的毒素。豹斑毒伞能生蛆，然而毫无迹象说明它没有毒。怪不得真菌分类学家一再强调不能随便采食或依据经验采食不认识的蘑菇。

从现有资料看，我国毒蘑菇种类的绝对数不算太大，剧毒而威胁生命的更少。为了给有关部门和个人准确识别毒菇提供一个科学的依据，中国科学院微生物研究所真菌组于1975年编著了《毒蘑菇》一书，该书将国内80种毒菇作了分类学上的描述，并相应建立了一个我国毒蘑菇分属检索表和分种检索表。如果某人在某地采到一个不认识，但已编入上述检索表的未知毒菇，便可以借助检索表一步步查下去得知是什么毒菇。

但是，这些分类特征对绝大多数非专业工作者较难掌握，运用它识别毒菇偏于繁琐，以后陆续发现鉴定的毒菇也没有及时编入检索表。所以应用现代知识和科技实验手段，总结分析古代、近代以至最新鉴别毒菇的经验、资料，从中归纳出一些规律性东西，以建立一个尽可能简便且能准确识别毒菇的方法，彻底解开毒蘑菇这个谜团，对于合理开发利用我国野生菌蕈资源，是大有好处的。

食虫植物怎样捕虫？

早在一个多世纪以前，食虫植物就以它奇妙的捕虫机构和适应方式，博得进化论的创立者，英国著名博物学家达尔文的青睐，被视为进化过程中巧夺天工的范例。事实上，达尔文也是研究食虫植物生理学和行为学的鼻祖，他在1875年问世的经典著作《食虫植物》中，详细描述和解释了许多有趣的现象：用蒸馏水滴在茅膏莱的叶面上，腺毛不发生弯曲，用糖水试验的结果也相同，但把含氮化合物溶液滴在叶面上，腺毛迅速弯向刺激物。用砂粒或玻璃屑放在捕虫的叶上，叶片不卷裹，也不分泌消化液，但改用鸡蛋或肉末，叶片则卷裹并分泌出消化液，说明腺体能被各种来源的氮化物所刺激。如果触动捕蝇草叶片中部的触发毛，两张叶片就会猛然关闭，其速度之快令人惊异。达尔文揣测，必有某种像动物神经中电脉冲一样的信号，由触发毛快速传递到内部的运动细胞，并引起运动细胞的迅速反应。然而，由于当时条件等因素的限制，达尔文无法对食虫植物捕虫机构运动和消化、吸收机制作出令人满意的解释。长期以来，食虫植物一直是科学家们疑惑不解而又致力研究的课题。

1979年，英国威尔士大学的爵斯洛普·哈里森研究员用放射性同位素碳14标记的海藻蛋白来喂养捕虫堇，以跟踪蛋白质在植物体内的运动和腺体的活动。通过放射自显影术发现：标记的最终消化物——氨基酸和肽随同消化液一起，仅需2～3小时就被回收到叶子里，在不到2小时就通过茎到达根部。他认为：捕虫一类的食虫植物的消化循环分为分泌和回收两个阶段，当腺体在被捕食饵的刺激下，细胞壁多糖迅速分解，由此产生的不溶性糖所形成的渗透压促使消化液外溢，液泡收缩甚至衰萎。当分泌终止时，内皮细胞质凝缩，细胞核凝固成块，产生不可逆变化而失控。消化产物和消化液是通过植株其他部分形成的扩散梯度而被腺体回收。这一见解在当时颇有说服力，但后来发现，有些食虫植物吸收各类物质的速度并不相同，如丙氨酸比磷酸盐离子快，而后者又比硫酸盐离子快。显然，食虫植物的消化吸收并不都遵循同一模式。前西德达姆施塔理工学院的勒特奇在他具独创性的试验中证明，像猪笼草一类的瓶状食虫植物，并不借助回收消化液来吸收消化产物，而是依靠由植物新陈代谢所提供能量驱动的，具有选择性吸收、特异性的“泵”来实现的。当新陈代谢过程被抑制时，这种运转就局部停止。这虽已被事实所证明，但勒特奇假设的理论并非无懈可击，迄今为止，人们还无法确定这种泵的确切位置，仅根据现象推测，可能在腺细胞膜内，也有可能在内皮细胞的膜内。

1982年，前西德海德耳堡大学的植物生理学家博普和韦伯经过反复试验，试图解释卷叶运动的机制。他们用小块干乳酪放在茅膏菜的叶上3～4.5小时后，叶子就慢慢卷曲，乳酪块越大，叶子运动就越剧烈。当在乳酪里加入20微升，1毫克分子浓度的3—吲哚乙酸（IAA）后，这种弯曲运动就会大大加快。而把IAA单独施用于叶子的任何部位时，都能引起酷似乳酪的作用。博普和韦伯认为：茅膏菜叶片的弯曲与其体内IAA激素有关。用2，3，5—三碘苯甲酸阻碍IAA的代谢和运输的实验表明，乳酪会激发叶片顶部IAA贮存库，流出大量的IAA，使得叶子向乳酪一边不对称地迅速生长，从而产生弯曲运动。事实和观点虽然无可非议，但却难以用来解释捕蝇草在触发毛受有效刺激时，能在1/30秒时间内迅速关闭的现象。英国伦敦大学著名的医学生理学家布东一桑德逊曾对皇家植物园中这种神奇植物的电特性进行过仔细的研究。他在捕蝇草叶面上记录到明晰、精确的电脉冲，并声称这种电信号能协调捕蝇草的运动方式。布东一桑德逊的惊人研究结果很快被他人所证实。加拿大渥太华卡林登大学的昆虫生理学家雅可布森在刺激捕蝇草时，发现触发毛内具非常不规则的电干扰，似乎是这些“感受器”电位把机械撞击转换为电码，再由后者激发出动作电位。他确信：电活动在感觉和控制捕蝇草的运动中，均起重要的作用。然而，这种观点遭到了猛烈的抨击，因为至少就目前的科学认识水平而言，植物并不具有任何专门的神经组织。实际上，电信号也只是经外表普通的细胞传导而已，且传导速度缓慢，每秒只达20毫米，与高等动物神经中每秒可传导几千毫米根本无法比拟，足以证明电活动在植物中并不是重要的。科学家预言，一旦掌握了食虫植物的真正秘密，就可能培育出能生长在贫荒芜之地，本身具有安全有效的“杀虫剂”，兼之能自动补充动物性营养，又可为人类所利用的超级植物。而这种科学假定的实现并不会是十分遥远的幻想。

南美“神蘑菇”神在哪里？

20世纪50年代初，在危地马拉的玛雅遗迹中，发现了一批书写在树皮上的古代文献——玛雅抄本。抄本中有几幅奇怪的插图，图中描绘的人物，用手握着或捧着一件蘑菇形物体。这种蘑菇的图形与危地马拉出产的大型有毒真菌——蛤蟆菌十分相似，那被瘤的菌盖、菌柄、菌环以至菌托的轮廓，都相当清楚地描绘在图中，有一幅还附加着象征死亡的插图。当时，法国自然历史博物馆的海姆教授对此进行了认真的研究，他一开始便认为，蛤蟆菌被绘在抄本中，其目的断定不单纯是为了告诫人们别误食这种有剧毒的蘑菇，而一定另有原因，可究竟是什么原因呢？

海姆在研究中发现，在20世纪50年代后从中南美出土的文物中，经常有蘑菇形的石雕，上面还往往镌刻着人或动物。有关蘑菇形石雕的含义人们无法知晓，但海姆觉得，这绝非是单纯的装饰品。他回到法国后，撰写了三篇“神蘑菇＂的考察报告，指出“神蘑菇”也许主宰过宗教的教义。海姆的报告引起了学术界的很大反响和激烈的争论，一时间，考古学、真菌学、医学乃至人类学的许多专家都卷入到这场讨论之中。

不久之后，美国真菌学家沃森提出，蛤蟆菌是一种致幻蘑菇，当地的印第安人对它充满了神秘感。甚至在今天，印第安人还把它称为“提奥那纳托卡”，意思为“神蘑菇”，或“圣肉”。可以想像当时的情况，在宗教仪式上唱颂歌时，在祭司指导下食用“神蘑菇”，能使人很快出现幻觉和幻象，这样就有助于使参与吃蘑菇仪式的人感知神的旨意和预言未来。因此沃森认为，古印第安人崇拜诸神之一的索玛就是蛤蟆菌的化身。沃森的理论遭到了大多数学者的反对，他们根本不相信这种带有想像色彩的论点。

随着研究调查的不断深入，另一位名叫罗尔夫的真菌学家通过大量的实地调查撰写了《真菌世界掌故》一书。他在书中提到，在西伯利亚西部和北部的通古斯人、雅库特人也有崇拜神蘑菇的仪式。他们在举行吃蘑菇仪式时，妇女先将蛤蟆菌放入嘴中嚼碎，然后灌入腊肠供男人食用，有的地方则把蛤蟆菌晒干碾碎，与水、牛奶或浆果相拌然后食用。直到现在那儿还保留着这种习俗。罗尔夫还指出，16世纪西班牙人征服墨西哥后，常见到印第安人喜欢在拂晓前吃致幻蘑菇，喝巧克力饮料，使全身陶醉在幻觉中。当幻觉期过后，便三三两两凑在一起，交谈各自所见的幻境或神赐予的某种启示。

今天，关于“神蘑菇”的研究还在继续，它是否真与宗教有关？是否是拜物教产生的重要基础？甚至它是否与现代人的吸毒有密切的联系？所有这些问题将成为当代科学家们感兴趣的研究课题。

树木年轮与气候有什么关系？

众所周知，树木的年轮，除了能说明它本身的年龄之外，似乎再也没什么可以值得一提的。但科学家们认为不然，他们对年轮的研究兴趣与日俱增，因为已经有越来越多的证据表明，年轮中有许多反常的现象一旦被弄清之后，它也许会告诉我们不少在久远以前还没有文字记载时所发生的事情，帮助科学家们了解过去促成气象的自然力量是什么，同时还可以帮助人们预测未来。

最早从事年轮研究的是美国学者道格拉斯。1901年，他到佛拉格斯塔夫附近的一些伐木营地，考察那里新伐树木的年轮型式。当时，他只想从年轮中找出证据说明以11年为周期的太阳黑子活动，但他意外地发现，该地区跟附近地区的树木年轮型式几乎一模一样。例如它们都是近树心有两道薄薄的年轮，而外围有三道厚厚的年轮。道格拉斯马上把这种现象与气候联想在一起。他推测，在当地也许有2年坏天气和3年好天气。

道格拉斯的发现一直过了50多年才引起科学界的重视。到20世纪60年代，美国生物学家哈罗德·弗里茨仔细考察了塔克森附近一些树的生长过程，他经过10个寒暑的工作，终于详尽地了解了年轮生成的全部过程，他发现年轮的生长并不像道格拉斯认为的那样简单。比如说，如果去年是树木生长的大好年头，那么，树根伸展的范围会超过往年，这一年整棵树的生长也会超过往年。同样，一个坏年头会使以后几年的生长速度减慢，而不管以后几年的气候如何。为此，弗里茨和他的同事，把美国西南部周围树木的年轮数据收集起来，同100年来的气象记录进行比较，试图判断年轮如何反映出气候。后来，他根据所获得的年轮反映气候的特征，对于以往还没有气象记录的时期，通过一环环年轮形成的情况推断当时的气候，就这样弗里茨把美国西部和太平洋北部的气象图编制到大约公元1600年。

研究年轮的工作正在顺风满舵地进行着，但很快就出现了新的难题，科学家们发现，在密密层层的年轮中，常常会出现一道叫霜轮的特殊标记。这是一个不可思议的现象，因为霜轮只有在整年气温都是很低的情况下才会出现。美国亚利桑那大学的瓦摩尔·拉马什在不久前认真研究了这种霜轮，结果他惊奇地发现，有不少霜轮出现的时间与大火山爆发的时间相吻合。比如东印度群岛坦波拉火山爆发，曾使1816年成了“没有夏天的一年”，那次火山不仅给当地的刺果松留下了霜轮，而且在南非的树中也发现有这种霜轮。因此拉马什认为，年轮还能记录火山爆发，因为当火山爆发后，大量的灰尘和气体进入同温层，遮住了大片阳光，从而使温度降低，甚至低于冰点以下，于是便给树内留下一道霜轮。拉马什提出上述论点的年代虽然有些考古学家还有争议，但用碳14法对火山爆发覆盖物的测定，两者的结果有十分相近的一致性。

道格拉斯、弗里茨和拉马什等人为年轮学的研究做出了重大贡献，使人们了解到许多有关这方面的秘密。但是，在这一领域中还有无数问题有待于学者们去探索，尤其是在如何利用年轮来帮助人类推测和预卜未来的气候这方面，迫切地等待着科学研究有新的进展。

细菌身体有方形或三角形的吗？

学过生物学的人都知道，细菌属于原核生物，整个身体就是一个细胞。常见的细菌形态很简单，不外乎是球形、杆形和螺旋形三种类型。如稍加分析，球菌又可分为正圆形、肾形、箭形等，杆菌有短杆状、棒状、连杆状，螺旋菌包括弧形、螺形和螺旋体状。除此之外，好像没有听说细菌形态还有其他类型的，更不要讲有方形或三角形的了。

既然这样，为什么要提出如题这样一个天方夜谭式的问题？原来事出有因。近几十年来，随着观察手段的日益改进，人们发现，自然界细菌的形态确实还有一些例外的情况，它们难以归入三种基本类型。因此新近出版的现代微生物教科书介绍细菌形态时，或多或少总要附带提到少数细菌具有特殊的形态。例如寄生在人体肠道等处的双歧杆菌，菌体分叉，生活在水里的柄杆菌，菌体末端有柄，还有一些栖息在水域的臂敬菌，菌体生附器。

现在要问，同样是单细胞，为什么有的呈现这种形态，有的却显示另一种形状呢？按照目前的观点，细菌外包被厚约25～30纳米的坚固细胞壁，可以使细胞保持各种各样的形状。早在1894年，菲希尔利用光学显微镜看到，细菌放入高渗溶液中，细胞膜连同细胞质等，便脱离细胞壁收缩，发生质壁分离，这时细胞膜包被的细菌原生质的形态不再是原来那个模样。1941年默德首次在电镜下观察到细菌的细胞壁。由于溶菌酶能破坏细菌细胞壁，经溶菌酶处理的细菌一旦放入低渗溶液就能破裂发生溶菌现象。但若放入与细胞质等渗的溶液，细菌却不发生溶菌。于是有人用溶菌酶处理杆菌，然后放入等渗溶液。结果发现杆菌——确切地讲，应该是已解除细胞壁束缚的杆菌原生质，便可被制造成跟球菌等一模一样的形态。这就清楚地表明，细菌形态彼此不一，八成跟细胞壁有关。

那么，细胞壁跟细菌形态怎样发生联系呢？如果在几十年前，细菌三种形态已众所周知，提出这样一个棘手问题，别人或许会感到多余甚至觉得可笑。但是，几十年过去后的今天，情况迥然不同。正当科学家知道以及思索细菌形态为何存在多种特例的时候，意料之外、情理之中的发现再一次开拓了人们认识的视野。1981年德国科学家沃尔斯伯在显微镜下观察到一种前所未闻的方形细菌，它取自埃及西奈半岛南部的纳卜克海岸的饱和盐溶液中。在该溶液表面观察到许多含气泡的微小生物，从形态上看，至少可分为五种类型，其中方形细菌最多。方形细菌静止时呈薄片状，边长1.5011微米，用相差显微镜观察，方形细菌细胞质衬托气泡发出亮光。如果用力压紧，方形细菌萎缩，不再恢复成原来的方形。据当时的报道，科学家还无法通过培养得到方形细菌，但从盐水体区域可找到处于不同分裂阶段的细菌。从这些处于分裂状的细胞形态推测，方形细菌的分裂是多方向的，可能像缩小无数倍的邮票一样，分裂形成呈一平面的细菌块，每个细菌块一般由8个细胞组成，有的甚至由16个细胞组成。

真是无独有偶，五年以后日本《科学新闻》，又报道，日本科学家在世界上首次发现了一种三角菌，根据该细胞膜内脂类结构的分析鉴定，它无疑是35亿年前就出现在地球上的古老细菌大家族中的成员之一。三角菌边长5微米，厚约0.5微米，红色，边上伸出的鞭毛还能不停地拍打使细菌游动。三角菌是日本特殊环境微生物研究小组在石川县珠卅市郊外的观光盐田中发现的，适宜生活在中性盐溶液中。在盐溶液浓度为20％，温度为37℃的条件下，一个三角菌分裂为两个三角菌需要5～6小时。

面对这些发现，科学家们的心情难以平静，大家纷纷发表见解，认为有必要对这些特殊的细菌进行研究，而且应该着重从分子水平探明细胞壁与形态的关系，以及有关基因信息的特点等。然而，作为细菌有生命结构的细胞壁，既含有跟宿主身体免疫系统相接触的抗原，又是细菌抵抗低渗溶液的保护膜，不仅参与细菌生长、分裂的全过程，同时又使细菌具有一定的形状，以确保细菌维持正常的生理功能。所以，单枪匹马主要讨论细胞壁对于细菌形态的作用，显然有一定难度，专门探讨这方面的论文还极少，但有些科学家就细菌细胞壁结构发表的论述，很值得重视。

已经知道，细菌的细胞壁由肽聚糖和与其大体等量的垣酸两部分组成。肽聚糖是指N—乙酰（胞）壁酸和N—乙酰氨基葡萄糖，它们架起细胞壁的骨架，骨架之间依靠短肽连接最终形成，细菌细胞壁的庞大网状分子复合体。研究揭示，以肽键和N—乙酰（胞）壁酸的乳酰基团相连的短肽，其氨基酸排列因菌种不同有些变化，但多少显示一定的规则，即依次是l—丙氨酸、D—谷氨酸或谷酰氨酸、二氨基酸、l—丙氨酸。有趣的是，第三个氨基酸在球菌都为二氨基乙酸即l—赖氨酸，在杆菌为M—二氨基庚二酸。不能设想，仅仅细胞壁中一个氨基酸的差异，就能使细菌形态发生那么大的变化，但是这对了解细菌形态为何具有差别或许有些启发。

最近研究还揭示，有些细菌一生中能形成不同的细胞形态。当然，这里所说的细胞形态变化，并非指处于特殊状态的细胞如芽孢等。较典型的例子是柄杆菌，它一生分为两个时期，一个时期细胞具有柄，另一个时期细胞长正鞭毛。观察表明，新月柄杆菌在细胞一端有柄状的附着器，异型细菌靠这种附着器彼此接合，交换遗传物质。细胞进入S期，在细菌有柄的另一端，细胞膜内侧形成螺旋状的膜结构。到G期，该部位生出一根鞭毛和若干根纤毛，然后细胞分裂，产生2个子细胞，其中一个细菌有柄过着固定的生活，另一个细菌生有鞭毛能游动。有柄细菌经过很短的G期马上进入8期，染色体加倍时间为80分钟，而长鞭毛的细菌经历长达30分钟的Ol期，在这时期，细胞原有的螺旋状膜结构以及鞭毛、纤毛消失，染色体加倍时间为110分钟。

总之，随着对细菌形态认识的全面和深入，原来觉得可笑或奇怪的想法正在逐渐为崭新的观点所代替。虽然这些观点乃至有限的探索，几十年后显得多么幼稚和肤浅，然而毕竟是一个良好的开端。