这个推动根前进的动力区(分生组织)并不大,它始终是根冠后面的薄
薄一层,总共才有 2~3 毫米。
根生长的第二个力量,是在根分生组织后面的延长部,又叫伸长区,这
部位细胞最初呈球形,后来渐渐伸长成圆柱状。细胞共同伸长的力量很大,
它们共同形成的撑力迅速增长了根的长度。
伸长区之后是根毛区,这部分细胞渐渐分化成不同形态和功能的细胞,
然后各司其职,各行其事,这种变化也起到延长根的效果,成为推动根深入
土壤的第三个力量。
根的分生组织、伸长区、根毛区的细胞分裂、细胞延长的力量便是不可
阻挡的生命力量,就是这种力量使纤弱的根克服硬土的阻挡,而伸展于大地
之中。
植物的“嘴巴”
植物也有嘴巴吗?当然,植物若没嘴巴,一颗小小的种子怎么能够长成
参天大树呢?那为什么看不见呢?一个原因是植物的嘴巴非常秀气,比“樱
桃小口一点点儿”还要小上千倍百倍;另一个原因是植物的嘴巴是藏在地下
的,自然就难以看到了。不信?你看:
1648 年,比利时科学家海尔蒙特把一棵 2.5 千克重的柳树苗栽种到一个
木桶里,桶里盛有事先称过重量的土壤。在这以后,他只用纯净的雨水浇灌
树苗,为了防止灰尘落入,他还专门制作了桶盖。5 年过去了,柳树逐渐长
大了。经过称重,他吃惊地发现,柳树的重量增加了 80 多千克,土壤也减少
了不到 100 克。
那么减少的 100 克土壤到哪里去了呢?显然是被植物体给“吃”掉用于
自身的生长了。
生活在土壤中的是植物体的根,植物体是靠根来“吃东西”的,那么主
要是靠根的哪部分来“吃”的呢?植物是靠根毛区的根毛来“吃东西”的。
根毛是根毛区的外层细胞即表皮细胞产生的一种特殊结构,是由幼根尖
端的表皮细胞向外突起产生的。
根毛样子像什么呢?把它放在显微镜下看看,简直像从细胞外壁伸出来
的外端封闭的瓶子。
根毛的长度由 0.15 毫米到 1 厘米,直径为百分之几毫米。在形成根毛的
吸收表皮上,布满一层胶粘的物质,能把根毛和土壤胶粘在一起,这是因为
许多植物的根毛壁都含有一种胶质,所以若是把一株苗从土壤中拔出来,常
常会看到被根毛紧紧缠绕住的土块。
那么,植物的根上有多少根毛呢?多极了,每平方毫米上都有数百条根
毛,有的能达到 2000 多条。
每一条根毛就相当于一张“嘴”,这张“嘴”长得奇特,因而“吃”起
东西来也特别。
一般来说,一株玉米从出苗到结实所消耗的水分,要在 400 斤以上;要
生产 1 吨小麦籽粒,植株需要 1000 多吨水,那么水是怎样进入到植株体内的
呢?
植物体是靠根,准确地说是靠根毛,像吸管一样吮吸土壤里的水,但是
这与婴儿吮吸母奶可不大一样,因为婴儿吮吸的力量来自婴儿本身,根毛吮
吸的动力来自两方面:当根内细胞液的浓度与土壤里水的浓度有差值,而且
是细胞液的浓度必须大于土壤溶液浓度时,根毛才能顺利地把水吸收到细胞
内,进入植物体,否则将出现相反的情况。植物体在获得水分的同时,也获
得了溶解在水中的无机盐和有机物,保证植物生命活动的需要。
看,奇特的“嘴”的吃法当然也是与众不同的,它靠的是浓度差的力量
或者说是根压的力量,把水吸入到体内的。
繁忙的茎
当我们在林中悠闲地散步或者风驰电掣般地穿行公路时,静静地矗立在
旁边的树体内也在忙碌地进行着各种活动:从根部吸收的水分及其无机盐要
运送到叶部;叶部光合作用产生的有机物也要运送到根部和植物体的其他部
位。那么连接根与叶的是茎,物质在茎内是通过什么进行运输的呢?
我们把一条带叶的杨树枝放在水里切断,然后迅速地移到滴有几滴红墨
水的水里,在阳光照射下几个小时之后,再把枝条横向切断,这时观察一下
断面,我们会看到断面上有殷红的斑点,再把枝条纵向剖开,会看到茎的剖
面上有一条红色细纹。
这红色的细纹是植物体内水分的运输路径,这条路由根部开始,经过茎,
再一直通过叶脉到达叶子各部分。在叶子里就是看得见的纵横交错的叶脉。
如果我们很细心的话,注意一下周围的树木,会惊奇地发现,有的树木
的枝条由于树皮被破坏了一圈,在失去树皮的上方形成瘤状物,枝条的下部
时间一久便枯死了。
原来在植物的茎内有两条“公路”:一条在韧皮部,是由一串串筛管上
下连接而成的,它的运输方向是由上往下,即把叶子制造的营养物质运输到
根部或其他部位,另一条路线在木质部,它是由叫做导管的细胞上下连接而
成,它的运输路线是由下往上运输,也就是说,把根部吸收的水分和无机盐
运送到叶部等。
组成导管的导管细胞由于细胞核、细胞质和横壁都消失了,上下彼此连
接形成中空的长管,水分在里面可以畅流无阻,加上叶部蒸腾拉力作用和水
分子之间的吸引力,水和无机盐可以源源不断地向上运输到植物体的各个部
分,可真是与俗语“水往低处流”成了反照。水在导管中的输导速度是很快
的,速度最快的为每小时 45 米,最慢的每小时也有 5 米,一棵草 5~20 分钟
就能把水输导到顶端,高达几十米甚至上百米的树木,茎的输水能力就更大
了。有人统计过,落叶树 1 平方厘米的木质横切面上,1 小时可通过水量 20
立方厘米。
运输有机物的筛管由于横壁仍然存在,但横壁上出现很多的孔,通过孔
上下筛管连通形成有很多“关口”的公路,运输速度也是很快的,大约每小
时 0.7~1.1 米。叶制造的有机物 30~60 分钟就可运送到根部。
所以植物体内的两条“公路”是很繁忙的,运输量也是很巨大的。
植物“腰身”粗细的秘密
放眼我们周围的世界,看看挺拔而直指天穹的秀丽白杨,婀娜多姿的垂
柳,迎着微风频频低头的小草,让人有一种直抒胸臆的温柔感。大树之所以
挺拔,小草之所以迎风不倒,是因为它们都有坚强的脊梁——茎。植物的茎
大都生长在地面上,负载着繁茂的枝叶、花、果实,还要抵挡风雨侵袭,因
此,植物的茎具有强大的支持、抗御的能力。因此,茎的外形,大多数呈圆
柱形。但有些植物的茎却呈三角形,如莎草;方柱形,如蚕豆、薄荷;扁平
柱形,如昙花、仙人掌,所以貌看植物的茎单一,实际上也是变化多端的。
生长在地中海西西里岛埃特纳山边的一棵大栗树,恐怕是世界上最粗的
树。它树干的周长竟有 55 米左右,要 30 多个人手拉手才能围住,树下部有
大洞可供采栗人住宿或当仓库,传说它能容纳“百骑”而得名。美国加利福
尼亚有一棵被叫做“世界爷”的巨杉,茎干粗大,若从树下开一个洞,可以
让汽车或 4 个骑马的人通过,它的树桩,甚至可以当做舞台用。然而,我们
常见的路边的小草,却是高不盈尺,茎细得只有几毫米。
那么,茎的粗细是由什么来决定的呢?
当春天来临,万物复苏,杨柳返青之时,你不妨截取一段粗细合适的杨
树或柳树的茎,会很轻易地剥下树皮,你会发现剥下的树皮的内面是一薄层
白色的柔韧的东西,这部分叫做树木的韧皮部。剥下树皮剩下的部分,坚硬
呈白色叫木质部,占茎的大部分。你这时用手指摸摸韧皮部的内面或木质部
的外面,你会发现,手指有一种滑溜溜的湿润的感觉,这是形成层,夹在韧
皮部与木质部之间。形成层才是茎的粗细的决定者,因为这一层的细胞具有
特别旺盛的分裂能力,少部分向外分裂的细胞形成新的韧皮部,主要是向内
分裂的细胞形成新的木质部,新形成的韧皮部细胞,加在原有的韧皮部里面,
新形成的木质部细胞加在原先形成的木质部外面。从茎的横切面上看,形成
层就好像是一个大皮圈,木质部面积不断加大,皮圈也不断扩大外移,这样
树木的直径也就随着加粗了。所以茎的粗细是由神奇的形成层决定的。那么
草本植物的茎却如此之细,原因又何在呢?
原来草本植物的茎中没有像树木那样的绕茎一圈的形成层,它们茎内的
形成层是一束一束的,像星星一样分散在茎当中。如果你看过玉米的茎的横
切面,会看到在茎中分散着一个一个的小黄点,那便是形成层所在部位,这
样的茎的加粗能力就很有限了。此外,草本植物生活周期很短,大多数在一
个生长季节内就结束寿命,往往在它的茎还没有来得及加粗时,生命就结束
了,所以它们的茎都很细。
绿色工厂
一位著名的生物学家曾说过:“您给一个最好的厨师、足够的新鲜空气、
足够的太阳光和足够的水,请他用这些东西为您制造糖、淀粉和粮食,他一
定认为您是在和他开玩笑,因为,这显然是空想家的念头,但是在植物的绿
叶中却能够做到。”
叶子是怎样施展它那惊人的技艺的呢?原来,秘密发生在一个奇特的厂
房里。这个厂房中有把太阳能转移到粮食、棉花、木材中的神奇的力量。
这个神奇的厂房便是绿叶的叶肉细胞中的叶绿体,一个叶肉细胞中有许
多叶绿体,相当于许多厂房。叶绿体中含一种绿色的物质,是一种复杂的有
机酸,叫叶绿素。植物就是利用叶绿素进行光合作用制造养料。叶绿体悬浮
于叶肉细胞的细胞质中,不停地进行着生产,即光合作用。这个过程可以用
一个简单的公式来表示:
公式的左边是工厂的原