植物的内在生命可能会让你大吃一惊

植物的秘密生活
植物可以吸引昆虫来竞标。 汤姆·达利摩尔, 作者提供

大约 4.5 亿年前,地球的地表是贫瘠的,没有生命。 第一个单细胞生物出现在海洋中还需要 2 亿年,包括第一个藻类 Grypania spiralis,大约是一块 50 便士的大小。

由许多细胞组成的植物仅存在了 800 亿年。 为了在陆地上生存,植物必须保护自己免受紫外线辐射并产生孢子和后来的种子,这使得它们能够更广泛地分散。 这些创新帮助植物成为地球上最有影响力的生命形式之一。 今天,植物在地球上的每一个主要生态系统中都有发现,科学家们每年描述的新物种超过 2,000 种。

大卫爱登堡的新纪录片 绿色星球 将焦点放在植物及其启发我们的能力上。 在最近的一个例子中,工程师成功地模仿了有翼枫树种子的形状 来设计 新的风力涡轮机。

植物保留了许多科学家尚未发现的秘密。 但这里有五个发现帮助我们以新的眼光看待我们遥远的绿色表亲。

1.植物互相“交谈”

当然,植物没有声带,所以不能像我们一样说话。 但它们确实使用化学和电子信号来协调对环境的反应。

当植物细胞受损时,就像割草机割草一样,它们会释放出周围植物可以检测到的蛋白质片段。 这就像一个邻里监视系统:当一个植物受到伤害时,会通知其他植物附近有危险。 这可以触发免疫反应或其他防御。

同样,植物可以检测附近的传粉者并释放化学物质来吸引它们。 这些信号使植物成为非常复杂的传播者。

2.植物可以移动

在他的开创性著作中 植物运动的力量,发表于 1880 年,查尔斯·达尔文描述了植物移开或移向光的能力。 科学家称之为向光性。 现在已知植物的运动不仅受光的引导,还受水、养分的引导,以及对动物放牧和来自其他植物的竞争的反应。

植物可能看起来冻结在原地,注定要留在种子发芽的地方。 但事实上,植物会不断地调整它们的叶子、根和茎,以提高它们的生存机会。 例如,茎的阴影面总是长得更长,以确保植物在激素介导的过程中向光生长。 根表现出相反的效果,使它们远离光。


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在某些极端情况下,植物甚至可以穿越整片森林。 游牧藤蔓从树干底部向上生长,然后从土壤中分离出来。 后来,他们放下气生根,再次下降,让他们 在树间移动.

3.植物可以在外太空生长

穿越太空并生活在其他星球上的想法长期以来一直激发着人类的想象力。 但是没有发现与地球环境相同的行星。 我们知道植物是改变环境以适应更复杂生活需求的专家。 随着早期森林开始进行光合作用,它们为地球大气提供氧气并吸收二氧化碳,使地球变得更加宜居。

在遥远的星球上种植植物会让它们更适合我们的需要吗? 在 1950 年代和 1960 年代苏联和美国之间的太空竞赛期间,科学家们研究了植物如何在太空中生长和发育。 到目前为止,科学家们已经在专门的房间里种植了 17 种不同的植物,包括像 玉米、小麦、西红柿和生菜. 在我们的大气层之外种植地球植物的巨大挑战仍然存在,包括太空飞行期间的辐射以及与地球相比太空中气体运动的差异。 如果您认为在家里养植物很难,请尝试在太空中进行。

改造行星的能力——使其适合人类居住——仍然难以捉摸。 但过去几年植物科学的重大进步使这一目标成为一个可以实现的目标,也许在今天活着的人的一生中。

4. 十分之一的植物长在其他植物上

地球上一些最大的生物通常高达数十米。 例如,红木树可以长到 100 多米高。 科学家们首先通过训练猴子或雇用熟练的登山者收集样本来研究他们高耸的森林树冠。 有些人甚至使用霰弹枪击落样本。

直到 1980 年代,树冠研究才凭借从登山运动中借鉴的绳索攀爬技术,成为一门独立的科学学科。 后来,起重机、气球和无人机加入了许多科学家的工具集。 但是为什么要冒着生命危险去爬树呢? 那里怎么了?

估计到 物种的80% 在森林中,要么使用,要么一生都生活在森林树冠中。 在所有已知的维管植物物种中,有十分之一——使用脉状血管将水和营养物质输送到全身的物种——生长在其他植物之上。

这些被称为附生植物。 它们不是寄生虫,而是使用它们的宿主来提供物理支持。 这使它们比生长在光线不足的森林下层的植物更具优势。 大多数兰花生长在树上,一棵树可以容纳多达 50 种附生植物。 通常,这些附生植物比它们的寄主树长出更多的叶子。

5. 植物可以指示全球变化

有机体对其环境的变化非常敏感,特别是植物已被用于检测这些变化几个世纪。 当树叶在秋天开始变色时,通常预示着凉爽和黑暗月份的到来。

某些蕨类植物特别容易受到当地气候变化的影响。 薄膜蕨类植物生长在热带森林的阴影区域,通常靠近树根或潮湿的岩石上。 它们依赖水和低温,是即将到来的干旱和气温升高的良好指标。

自 1980 年代以来,全球平均温度一直在上升,这是燃烧煤炭等化石燃料的直接结果,煤炭是数百万年前植物在森林早期形成时沉积下来的。 我们生活在一个变化的时代,了解植物如何应对气候变化可以帮助我们为未来做好准备。谈话

关于作者

Sven Batke,生物学讲师, 边山大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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