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植物
漢字詞語
徠植物,漢字詞語,拼音為zhí wù,是構成植物界為數眾多的任何有機體,其典型的特徵有:無自身移動性的運動能力,不具有迅速運動反應力;缺乏明顯的神經和感覺器官(雖然具有特別的刺激反應的指示感應);具有纖維素構成的細胞壁;有一個特有的營養系統,即通過葉綠體的光合作用合成碳水化合物,而無需直接吸收有機營養物質和表現出有性與無性世代交替的明顯趨向。
在自然界中,凡是有生命的機體,均屬於生物。生物應分為幾個界,把能顧著生活和自養的生物稱為植物界,簡稱植物。
植物有明顯的細胞壁和細胞核,其細胞壁由葡萄糖聚合物——纖維素構成。植物具有光合作用的能力——就是說它可以藉助光能及動物體內所不具備的葉綠素,利用水、礦物質和二氧化碳生產食物。釋放氧氣后,剩下葡萄糖——含有豐富能量的物質,作為植物細胞的組成部分。亞里斯多德將生物區分成植物(通常是不移動的)和動物(時常會移動去獲取食物)兩種。在林奈系統里,則被分為了植 物界和動物界兩界。後來,人們漸漸了解過原本定義的植物界中包含了數個不相關的類群,並將真菌和數種藻類移至新的界去。然而,對於植物仍然有許多種看法,不論是在專業上的,還是在一般大眾的眼中來看。而也確實,若試圖要完美地將“植物”放至單一個分類里是會發生問題的,因為對於大多數的人而言,“植物”這一詞對現今分類學和系統分類學所立基的種系發生學的概念之間的關連性並不是很清楚,繁殖方法主要有壓條、分株、扦插、嫁接、種子、孢子等。
註:現在有泛植物界這個分類。
植物家族樹狀圖
據估計,現存大約有350000個植物物種,被分類為種子植物、苔蘚植物、蕨類植物和藻類植物。直至2004年,其中的287655個物種已被確認,有258650種開花植物、16000種苔蘚植物、11000種蕨類植物和8000種綠藻。
非正式的類群 | 門 | 物種數量(現存的大概數量) |
藻類植物 | 綠藻門 | 3,800 |
輪藻門 | 4,000 - 6,000 | |
苔蘚植物 | 地錢門 | 6,000 - 8,000 |
角苔門 | 100 - 200 | |
苔蘚植物門 | 10,000 | |
蕨類植物 | 石松門 | 1,200 |
蕨類植物門 | 11,000 | |
種子植物 | 蘇鐵門 | 110 |
銀杏門 | 1 | |
松柏門 | 630 | |
買麻藤門 | 70 | |
被子植物門 | 250000 |
植物共有六大器官:根、莖、葉、花、果實、種子。莖是植物體中軸部分。直立或匍匐於水中,莖上生有分枝,分枝頂端具有分生細胞,進行頂端生長。莖一般分化成短的節和長的節間兩部分。莖具有輸導營養物質和水分以及支持葉、花和果實在一定空間的作用。有的莖還具有光合作用、貯藏營養物質和繁殖的功能。葉是維管植物營養器官之一。功能為進行光合作用合成有機物,並有蒸騰作用提供根系從外界吸收水和礦質營養的動力。花是具有繁殖功能的變態短枝。果實主要是作為傳播種子的媒介。種子具有繁殖和傳播的作用,種子還有種種適於傳播或抵抗不良條件的結構,為植物的種族延續創造了良好的條件。
植物[有葉綠素和細胞壁能夠進行自養的真核生物]
根是植物的營養器官,通常位於地表下面,負責吸收土壤裡面的水分以及溶解其中的離子,並且具有支持、貯存合成有機物質的作用。(氣生根和固著根除外)根由薄壁組織、維管組織、保護組織、機械組織和分生組織細胞組成。
根冠位於根頂端分生組織的外面。外層細胞壁的高度粘液化可以減少根在往下生長過程中與土壤接觸的摩擦力,起到保護作用。同時細胞中的造粉體還可保證根的向地生長,即保證其向地性(Gravitropism)。
分生區是位於根冠內方的頂端分生組織。分生區細胞能不斷分裂,一方面小部分用來形成根冠細胞,而大部分則向後經過細胞的生長、分化,形成根的各種結構;另一方面保持自身原有的體積。
伸長區的細胞由分生區細胞發展而來,分裂能力已減弱,細胞延長軸伸長。伸長活動會導致原生韌皮部和初生木質部損壞,使之出現缺層(Lacuna)。
根毛區細胞已是成熟的細胞。根毛由表皮中的毛細胞(Trichoblast)生成,可有效地增大植物根部的吸收區域。樹木根部的吸收面積可達400M²。
植物[有葉綠素和細胞壁能夠進行自養的真核生物]
莖是植物的營養器官之一。是大多數植物可見的主幹。當然,例如仙 人掌的變態莖。莖下接根,通過木質部將根部吸收到的水分和礦物質往上運輸到各營養器官,通過韌皮部將光合作用的產物往下運輸。莖來源於植物胚胎的胚芽。胚軸組成部分的莖,準確地說是子葉下的部分。
變態莖
有些植物的莖,其功用已經特化不只是支持和運輸的功能,其形態也不只是著生枝葉,我們稱之變態莖。
常見的有仙人掌的塊莖、洋蔥的鱗莖、荸薺的球莖、姜的根莖、草莓的走莖、葡萄的卷鬚(莖卷鬚),還有莖(枝條)特化成葉狀的蘆筍等。
葉是高等植物的營養器官,側邊發育自植物的莖的葉原基。葉內含有葉綠素,是植物進行光合作用的主要場所。同時,植物的蒸散作用是通過葉的氣孔實現的。
葉只出現在真正的莖上,即只有維管植物才有葉。蕨類、裸子植物和被子植物等所有高等植物都有葉。相對地,苔蘚植物、藻類、真菌和地衣則沒有葉。在這些扁平體(Thallus)中只能找到與葉相似的結構,但只能作為類似物(Analoga)。
完全葉包含三部分:葉片,葉柄和托葉。
葉片指的是完全葉上扁平的主體結構。它會儘可能地吸收陽光,並通過氣孔調節植物體內水分和溫度。
葉柄是連接葉片與莖節的部分。
變態葉
變態葉由於功能改變所引起的形態和結構都發生變化的葉。如仙人掌的刺,玉葉金花的大萼片和開花植物的心皮。
植物[有葉綠素和細胞壁能夠進行自養的真核生物]
花萼位於最外層的一輪萼片,通常為綠色,但也有些植物的呈花瓣狀。
花冠位於花萼的內輪,由花瓣組成,較為薄軟,常有顏色以吸引昆蟲幫助授粉。
雄蕊群是一朵花內雄蕊的總稱,花藥著生於花絲頂部,是形成花粉的地方,花粉中含有雄配子。
雌蕊群是一朵花內雌蕊的總稱,可由一個或多個雌蕊組成。組成雌蕊的繁殖器官稱為心皮,包含有子房,而子房室內有胚珠(內含雌配子)。一個雌蕊可能由多個心皮組成,在這種情況下,若每個心皮分離形成離生的單雌蕊,即稱為離心皮雌蕊,反之若心皮合生,則稱為復雌蕊。雌蕊的黏性頂端稱為柱頭,是花粉的受體。花柱連接柱頭和子房,是花粉粒萌發后花粉管進入子房的通道。
果實由花的雌蕊發育而來,多數植物的種子包裹在果實裡面。草莓的“果實”由花托生長而來,是一個例外。一個果實內部的種子數量各不相同,有些只有一粒,有些則很多。果實成熟時,有些富含水分,有些則變干。含水的果實通常顏色鮮艷,可以吸引動物將其吃掉,而將種子帶到遠方,當種子排出體外,就會生根發芽。有些豆科植物及其他類植物,在果實成熟後會爆裂開來,將種子射到附近,伺機發芽。有些果實重量很輕,當風吹過,會被風帶到遙遠的地方,完成他們傳宗接代的任務。有些植物的果實,表面帶有毛刺,可以沾到經過的動物身上,由動物帶到遠方。當從動物身上脫落時,種子就地生根發芽。
由受精后雌蕊子房單一發育形成的果實稱為 真果,如桃、大豆等;通常把僅由子房稱為真果,如桃、大豆等。
由子房加上花的其它部分(花萼、花被、花軸等)形成的果實稱為 假果,如蘋果、梨等。有萼和花萼參與的,如草莓,果實大都是增大而肉質的花托。
植物[有葉綠素和細胞壁能夠進行自養的真核生物]
種皮由珠被發育而來,有保護胚與胚乳的功能。裸子植物的種皮由外層、內層(肉質層)、中層(石質層)組成。蘇鐵和銀杏,外層的肉質層肥厚,成熟時具色素;許多松柏類植物的外層不發達。內層一般趨向皺縮,在成熟的種子中呈紙狀薄層,襯貼在中層裡面。
裸子植物 胚乳是單倍體的雌配子體,一般比較發達,多儲藏澱粉或脂肪,也有的含糊粉粒。胚乳一般為淡黃色,少數為白色,銀杏成熟的種子中胚乳呈綠色。
被子植物的胚乳在雙受精過程中,一個精子與胚囊中的極核融合發育成多倍體。多數被子植物在種子發育中有胚乳形成,但有的成熟種子中不具、具很少的胚乳,由於它們的胚乳在發育中被胚分解吸收了。一般把成熟的種子分有胚乳種子、無胚乳種子。無胚乳種子中胚很大,胚體各部分,特別在子葉中儲有大量營養物質。
植物大多數固態物質是從大氣層中取得。經由一個被稱為光合作用的過程,植物利用陽光里的能源來將大氣層中的二氧化碳轉化成簡單的糖。這些糖分被用做建材,並構成植物主要結構成份。植物主要依靠土壤做為支撐和取得水份,以及氮、磷等重要基本養分。大部份植物要能成功地成長,也需要大氣中的氧氣(做為呼吸之用)及根部周圍的氧氣。不過,一些特殊維管植物如紅樹林可以讓其根部在缺氧環境下成長。
光合徠作用
植物的葉綠素含有鎂。
植物細胞有明顯的細胞壁和細胞核,其細胞壁由葡萄糖聚合物——纖維素構成。
所有植物的祖先都是單細胞非光合生物,它們吞食了光合細菌,二者形成一種互利關係:光合細菌生存在植物細胞內(即所謂的內共生現象)。最後細菌蛻變成葉綠體,它是一種在所有植物體內都存在卻不能獨立生存的細胞器。大多數植物都屬於被子植物門,是有花植物,其中還包括多種樹木。植物呼吸作用主要在細胞的線粒體進行;光合作用在細胞的葉綠體進行。
綠色植物光合作用是地球上最為普遍、規模最大的反應過程,在有機物合成、蓄積太陽能量和凈化空氣、保持大氣中氧氣含量和碳循環的穩定等方面起很大作用,是農業生產的基礎,在理論和實踐上都具有重大意義。據計算,整個世界的綠色植物每天可以產生約4億噸的蛋白質、碳水化合物和脂肪,與此同時,還能向空氣中釋放出近5億噸還多的氧,為人和動物提供了充足的食物和氧氣。
葉片是進行光合作用的主要器官,葉綠體是光合作用的重要細胞器。高等植物的葉綠體色素包括葉綠素(a和b)和類胡蘿蔔素(胡蘿蔔素和葉黃素),它們分佈在光合膜上。葉綠素的吸收光譜和熒光現象,說明它可吸收光能、被光激發。葉綠素的生物合成在光照條件下形成,既受遺傳性制約,又受到光照、溫度、礦質營養、水和氧氣等的影響。
光合作用包括光反應過程、光合碳同化二個相互聯繫的步驟,光反應過程包括原初反應和電子傳遞與光合磷酸化兩個階段,其中前者進行光能的吸收、傳遞和轉換,把光能轉換成電能,後者則將電能轉變為 ATP和 NADPH2(合稱同化力)這兩種活躍的化學能。活躍的化學能轉變為穩定化學能是通過碳同化過程完成的。碳同化有C3、C4和CAM三條途徑,根據碳同化途徑的不同,把植物分為C3植物、C4植物和CAM植物。但C3途徑是所有的植物所共有的、碳同化的主要形式,其固定CO2的酶是RuBP羧化酶。C4途徑和CAM途徑都不過是CO2固定方式不同,最後都要在植物體內再次把CO2釋放出來,參與C3途徑合成澱粉等。C4途徑和CAM途徑固定CO2的酶都是PEP羧化酶,其對CO2的親和力大於RuBP羧化酶,C4途徑起著CO2泵的作用;CAM途徑的特點是夜間氣孔開放,吸收並固定CO2形成蘋果酸,晝間氣孔關閉,利用夜間形成的蘋果酸脫羧所釋放的CO2,通過C3途徑形成糖。這是在長期進化過程中形成的適應性。
植物光合速率因植物種類品種、生育期、光合產物積累等的不同而異,也受光照、CO2、溫度、水分、礦質元素、O2等環境條件的影響。這些環境因素對光合的影響不是孤立的,而是相互聯繫、共同作用的。在一定範圍內,各種條件越適宜,光合速率就越快。
植物光能利用率還很低。作物現有的產量與理論值相差甚遠,所以增產潛力很大。要提高光能利用率,就應減少漏光等造成的光能損失和提高光能轉化率,主要通過適當增加光合面積、延長光合時間、提高光合效率、提高經濟產量係數和減少光合產物消耗。改善光合性能是提高作物產量的根本途徑。
植物的光合作用是會產生氧氣,植物的生態價值,對碳原子只有暫時的固定作用。因為所固定的這些碳原子最終都會被呼吸作用,被微生物分解,或者被燃燒。
植物[有葉綠素和細胞壁能夠進行自養的真核生物]
呼吸代謝可通過多條途徑進行,其多樣性是植物長期進化中形成的一種對多變環境的適應性表現。EMP-TCA循環是植物體內有機物氧化分解的主要途徑,而PPP等途徑在呼吸代謝中也佔有重要地位。
呼吸底物徹底氧化,最終釋放CO2和產生水,同時將底物中的能量轉化成ATP形式的活躍活化能。EMP-TCA循環中只有CO2和少量ATP的形成。而絕大部分能量還貯存於NADH和FADH2中。這些物質經過呼吸鏈上的電子傳遞和氧化磷酸化作用,將部分能量貯存於ATP中,這是貯存呼吸釋放能量的主要形式。
植物呼吸代謝受內外多種因素的影響。呼吸作用影響著植物生命活動的進行,因而與作物栽培、育種和種子、果蔬、塊根、塊莖的貯藏及切花保鮮有著密切關係。人類可利用呼吸作用的相關知識,調整呼吸速率,使其更好地為生產服務。
植物指與動物相對應的另一生物干係。動物和植物的區別是在長期進化過程中形成的。但是就微小的生物而言,它們之間的區別有時是不明顯的。作為植物的進化趨向,由細胞積疊方式所形成的個體發生、細胞壁的形成、靠葉綠素進行光合作用而成為獨立的營養系統等獨立的物質代謝型的建立是主要的,而在此基礎上的非運動性等是次要的特徵。據估計現存的植物種類約有30萬種左右,而占植物界一半以上的菌類,由於重視其缺乏葉綠素這個重要特點,而把植物分為二大類群,也有的認為整個生物界可分為動物、菌類、植物三大類群。就分類系統而言,以前是以種子植物(顯花植物)作為分類重點,其後轉移到所謂的隱花植物。現時則把植物界分為10~13門,種子植物僅僅成為其中的一門。但即使在今天,就重要門的位置和其內容而言,學者間的意見分歧可能比動物界的情況還要大。一般來說,20世紀前半期以恩格勒(H.G.A.Engler)的分類系統最為普及,後半期則以帕斯徹(A.Pascher)的分類系統逐漸佔優勢。
洋蔥表皮細胞
陸生植物和藻類所行使的光合作用幾乎是所有的生態系中能源及有機物質的最初來源。光合作用根本地改變了早期地球大氣的組成,使得有21%的氧氣。動物和大多數其他生物是好氧的,依靠氧氣生存。植物在大多數的陸地生態系中屬於生產者,形成食物鏈的基本。許多動物依靠著植物做為其居所、以及氧氣和食物的提供者。
陸生植物是水循環和數種其他物質循環的關鍵。一些植物(如豆科植物等)和固氮菌共演化,使得植物成為氮循環重要的一部份。植物根部在土壤發育和防止水土流失上也扮演著很重要的角色。
植物分佈在全世界水圈的大部,岩石圈的表面,大氣層的底部,隨著不同氣候區而有不同的數量,其中有一些甚至生長在大陸棚極北端的凍土層上。在極南端的南極上,植物亦頑強地對抗其凜冽的環境。
植物通常是它們棲所上主要的物理及結構組成。許多地球上的生態圈即以植被的類型而命名,因為植物是此些生態圈中的主要生物,如草原和森林等等。它們通過遺傳分化和表型可塑性來適應不同環境。
食蟲植物——捕蠅草
成千上萬的植物物種被種植用來美化環境、提供綠蔭、調整溫度、降低風速、減少噪音、提供隱私和防止水土流失。人們會在室內放置切花、乾燥花和室內盆栽,室外則會設置草坪、蔭樹、觀景樹、灌木、藤蔓、多年生草本植物和花壇花草植物的意象通常被使用於美術、建築、性情、語言、照相、紡織、錢幣、郵票、旗幟和臂章上頭。活植物的藝術類型包括綠雕、盆景、插花和樹牆等。觀賞植物有時會影響到歷史,如鬱金香狂熱。植物是每年有數十億美元的旅遊產業的基本,包括到植物園、歷史公園、國家公國、鬱金香花田、雨林以及有多彩秋葉的森林等地的旅行。
實際上,所有人類的養分來源大多都直接或間接地依靠著陸生植物。絕大多數的人類的養分依靠穀物,尤其是玉米、小麥和稻米,或者是其他主食如馬鈴薯、木薯和莢果等。其他被食用的植物部份還包括水果、蔬菜、堅果、香草、香料和食用花卉等。由植物製成的飲料包括咖啡、茶、葡萄酒、啤酒等。糖主要是由甘蔗和甜菜中得到的。食用油和植物牛油來自玉米、大豆、芥花籽油、紅花、向日葵、橄欖等等。食品添加劑包括阿拉伯樹膠、瓜爾膠、刺槐豆膠、澱粉和果膠等。
糧食作物
糧食
蔬菜
蔬菜
水果
水果
香料
用於香料的植物有的還可用於醫藥、宗教、化妝、香氛、或食用。香料很少單獨使用,大部分以數種數十種成份調和構成。有時,香料也指製造香味用的材料。
油料作物
人們做飯時使用的烹調油是從一些油脂含量很高的油料作物的果實或種子中提煉出來的。常見的油料作物主要有油棕、花生、大豆、芝麻、油菜、向日葵等。花生豆類以及一些乾果的仁都是很好的油料。我國種植較廣泛的油料作物有花生、大豆、油菜等。
糖料作物
糖料作物——甘蔗
酸角樹
各種觀賞植物
觀賞植物有時會影響到歷史,如鬱金香狂熱。
植物是每年有數十億美元的旅遊產業的基本,包括到植物園、歷史園林、國家公國、鬱金香花田、雨林以及有多彩秋葉的森林等地的旅行。
植物也為人類的精神生活提供基礎需要。每天使用的紙就是用植物製作的。一些具有芬芳物質的植物則被人類製作成香水、香精等各種化妝品。
許多樂器也是由植物製作而成。而花卉等植物更是成為裝點人類生活空間的觀賞植物。
每逢晴天麗日,太陽剛從東方升起時,植物的樹榦就開始收縮,一直延續到夕陽西下。到了夜間,樹榦停止收縮,開始膨脹,並且會一直延續到第二天早晨。植物這種日細夜粗的搏動,每天周而復始,但每一次搏動,膨脹總略大於收縮。於是,樹榦就這樣逐漸增粗長大了。
植物[有葉綠素和細胞壁能夠進行自養的真核生物]
如此奇怪的脈搏現象,是植物體內水分運動引起的。經過精確的測量,科學家發現,當植物根部吸收水分與葉面蒸騰的水分一樣多時,樹榦基本上不會發生粗細變化。但如果吸收的水分超過蒸騰水分時,樹榦就要增粗,相反,在缺水時樹榦就會收縮。
了解這個道理,植物“脈搏”就很容易理解了。在夜晚,植物氣孔總是關閉著的,這使水分蒸騰大大減少,所以樹就增粗。而白天,植物的大多數氣孔都開放,水分蒸騰增加,樹榦就趨於收縮。有相當多木本植物都有這種現象,但是,“脈搏”現象特別明顯的還當屬一些速生的闊葉樹種。
白藤
白藤莖幹一般很細,有小酒盅口那樣粗,有的還要細些。它的頂部長著一束羽毛狀的葉,葉面長尖刺。莖的上部直到莖梢又長又結實,也長滿又大又尖往下彎的硬刺。它像 一根帶刺的長鞭,隨風搖擺,一碰上大樹,就緊緊的攀住樹榦不放,並很快長出一束又一束新葉。接著它就順著樹榦繼續往上爬,而下部的葉子則逐漸脫落。白藤爬上大樹頂后,還是一個勁地長,可是已經沒有什麼可以攀緣的了,於是它那越來越長的莖就往下墮,以大樹當作支柱,在大樹周圍纏繞成無數怪圈圈。
白藤從根部到頂部,達300米,比世界上最高的桉樹還長1倍。白藤長度的最高記錄竟達400米。
開花最晚的植物
世界上開花最晚的植物是拉蒙弟鳳梨,屬鳳梨科普雅鳳梨屬(Puya屬)它的出產地是南美洲國家玻利維亞,它要生長150年後才開出花序,花序呈圓錐狀。拉蒙弟鳳梨一生只開一次花,開花后意味著它將枯萎,死去。
最高的樹
最高的樹杏仁桉樹
杏仁桉樹一般都高達100米,其中有一株高達156米,樹榦直插雲霄,有五十層樓那樣高。在人類已測量過的樹木中,它是最高的一株。鳥在樹頂上歌唱,在樹下聽起來,就像蚊子的嗡嗡聲一樣。
這種樹基部周圍長達30米,樹榦筆直,向上則明顯變細,枝和葉密集生在樹的頂端。葉子生得很奇怪,一般的葉是表面朝天,而它是側面朝天,像掛在樹枝上一樣,與陽光的投射方向平行。這種古怪的長相是為了適應氣候乾燥、陽光強烈的環境,減少陽光直射,防止水分過分蒸發。
中國最高的樹
望天樹
望天樹屬於龍腦香科,柳安屬。柳安屬這個家族,共有11名成員,大多居住在東南亞一帶。望天樹只生長在中國雲南,是中國特產的珍稀樹種。望天樹高大通直,葉互生,有羽狀脈,黃色花朵排成圓錐花序,散發出陣陣幽香。其果實堅硬。望天樹一般生長在700~1000米的溝穀雨林及山地雨林中,形成獨立的群落類型,展示著奇特的自然景觀。因此,學術界把它視為熱帶雨林的標誌樹種。
望天樹材質優良,生長迅速,生產力很高,一棵望天樹的主幹材積可達10.5,單株年平均生長量0.085,是同林中其它樹種的2~3倍。因此是很值得推廣的優良樹種。同時,它的木材中含有豐富的樹膠,花中含有香料油,以及還有許多其它未知成分,尚待我們進一步分析研究和利用。
由於望天樹具有如此高的科學價值和經濟價值,而它的分佈範圍又極其狹窄,所以被列為中國的一級保護植物。
望天樹還有一個極親的“孿生兄弟”,名為擎天樹。它其實是望天樹的變種,也是在70年代於廣西發現的。這擎天樹的外形與其兄弟極其相似,也異常高大,常達60~65米,光枝下高就有30多米。其材質堅硬、耐腐性強,而且刨切面光潔,紋理美觀,具有極高的經濟價值和科學研究價值。擎天樹僅僅發現生長在廣西的弄崗自然保護區,因此同樣受到嚴格的保護。
最矮的樹
一般的樹木能長到20~30厘米高。在溫帶的樹林下,生長一種小灌木,叫紫金牛,綠葉紅果,人們都很喜愛它,常常把它作為盆景。它長得最高也不過30厘米,因此,大家給它起一個綽號,叫它“老勿大”。其實“老勿大”比起世界最矮的樹來,要高6倍。這最矮的樹叫矮柳,生長在高山凍土帶。它的莖匍伏在地面上,抽出枝條,長出像楊柳一樣的花序,高不過5厘米。如果拿杏仁桉的高度與矮柳相比,一高一矮相差15000倍。與矮柳差不多高的矮個子樹,還有生長在北極圈附近高山上的矮北極樺,據說那裡的蘑菇,長得比矮北極樺還要高。第二矮的樹是北極花,僅高5~10厘米,是中國最矮的樹。
高山植物為什麼長不高呢?因為那裡的溫度極低,空氣稀薄,風又大,陽光直射,並且高山上光線中紫外線含量較高。所以,只有那些矮小的植物,才能適應這種環境。當然,並不是所有高山植物都是矮的。原產喜馬拉雅山脈的塔黃分佈於4000~4800米的流石灘、高山草甸。但它最高可達兩米。
最粗的植物
百騎大栗樹
據國外1972年報道,在西西里島的埃特納山邊,確有一顆叫“百馬樹”的大栗樹,樹榦的周長竟有55米左右,直徑竟然達到17.5米,需30多個人手拉著手,才能圍住它。即使是赫赫有名的非洲猴麵包樹和其相比,也只不過是小巫見大巫。樹下部有大洞,采栗的人把那裡當宿舍或倉庫用。這的確是世界上最粗的樹。
栗樹的果實栗子,是一種人們喜愛的食物,它含豐富的澱粉、蛋白質和糖分,營養價值很高,無論生食、炒食、煮食、烹調做菜都適宜,不僅味甜可口,又有治脾補肝、強壯身體的醫療作用。
體積最大的植物
地球上的植物,有的個體非常微小,有的個體卻很龐大。像美國加利福尼亞的巨杉,長得又高又胖,是樹木中的“巨人”,所以又名世界爺。這種樹平均高度在100米左右,其中最高的一棵有142米,直徑有12米,樹榦周長為37米,需要二十來個成年人才能抱住它。它幾乎上下一樣粗,它已經活了3500年以上了。人們從樹榦下剖開一個洞,可以通過汽車,或者讓4個騎馬的人並排走過。即使把樹鋸倒以後,人們也要用長梯子才能爬到樹榦上去。
杏仁桉雖然比巨杉高,但它是瘦高個,論體積它沒有巨杉那樣大,所以巨杉是世界上體積最大的樹。地球上再也沒有體積比它更大的植物了。
巨杉的經濟價值也較大,是枕木、電線桿和建築上的良好材料。巨杉的木材不易著火,有防火的作用。
樹冠最大的樹
孟加拉榕樹
最高的樹籬
在房子、菜園、果園等周圍,栽上一圈樹木,好像圍牆,這叫做樹籬,或叫綠籬。
人們常用花兒美麗的木槿、滿身長刺的枸桔、四季常青的女貞以及秋後葉紅的三角楓等樹種,作為樹籬。木槿、枸桔是長不高的灌木,女貞、三角楓雖然能長高,但因栽得緊密,時常修剪,所以一般也只有5~6米高。在英國蘇格蘭,用山毛櫸樹作為樹籬,這種樹修剪以後,仍有25米高,有的高達30米。這是世界上最高的樹籬。
木材最輕的樹
植物[有葉綠素和細胞壁能夠進行自養的真核生物]
輕木的木材,每立方厘米只有0.1克重,是同體積水的重量的十分之一。我們做火柴棒用的白楊還要比它重3.5倍。它的木材質地雖輕,可是結構卻很牢固,因此,是航空、航海以及其它特種工藝的寶貴材料。當地的居民早就用它作木筏,往來於島嶼之間。中國用它做保溫瓶的瓶塞。
最硬的植物
鐵樺樹
鐵樺樹的木堅硬,比橡樹硬3倍,比普通的鋼硬1倍,是世界上最硬的木材,人們把它用作金屬的代用品。蘇聯曾經用鐵樺樹製造滾球、軸承,用在快艇上。鐵樺樹還有一些奇妙的特性,由於它質地極為緻密,所以一放到水裡就往下沉;即使把它長期浸泡在水裡,它的內部仍能保持乾燥。
防火的樹
生長在非洲叢林中的“樟柯樹”,就是一種奇特的滅火樹。有一位科學家曾對這種防火的敏感性進行試驗,他有意站在樟柯樹下用打火機吸煙,誰料火光一閃,頓時從樹上劈頭蓋臉地噴出了白色的液體泡沫,使打火機的火頓時熄滅,這位科學家也滿身白沫,狼狽不堪。
樟柯樹為什麼能滅火呢?科學家們發現,樟柯樹之所以能滅火,因為它擁有一個天然的自動“滅火器”。樟柯樹是一種常綠樹,生長在非洲安哥拉的西部地區,樹型高大,枝葉茂密,細長的葉片向下拖曳,長約2.5米,垂掛下來就像姑娘們的長辮子。然而,就在這繁茂的葉叢中隱藏著許多饅頭一般大小的圓球,看似果實,實際上這正是滅火的“武器”—節苞。節苞上有許多小孔,就像蓮蓬頭上的小孔一樣,裡面裝滿了白色透明的液體。但科學家分析后發現,這些液體中竟然含有大量的四氯化碳,真可說是名副其實的“消防器”。樟柯樹對火特別敏感,一旦附近出現了火光,樟柯樹就立即對節苞發出行動“指令”,樹上的節苞就會猛然噴射出液體泡沫,將火焰撲滅,從而使茂密的森林“轉危為安”。
最長壽的植物
植物[有葉綠素和細胞壁能夠進行自養的真核生物]
最古老的、仍存活的樹是生長於美國的狐尾松,有些已經超過4000歲了。巨型紅杉可能存活5000~6000年。
世界上最長壽的樹,是浙江省天目山上的一棵銀杏。浙江天目山的這棵銀杏,樹齡約12000年,是中生代孑遺植物野生銀杏,與恐龍同一時期存在,被譽為“活化石”。經過一代一代的萌發、生長,現在,這棵古銀杏已經衍生出了20多代。
最短命的植物
自然界中,以種子繁殖的植物多種多樣,有長壽的,也有短命的。木本植物比草本植物壽命要長得多。植物界的“老壽星”,都出在木本植物里。一般的草本植物,通常壽命幾個月到十幾年。植物壽命的長短,與它們的生活環境有密切關係。有的植物為了使自己在嚴酷、惡劣的環境中生存下去,經過長期艱苦的“鍛煉”,練出了迅速生長和迅速開花結實的本領。
有一種叫羅合帶的植物,生長在嚴寒的帕米爾高原。那裡的夏天很短,到六月間剛剛有點暖意,羅合帶就匆匆發芽生長。過了一個月,它才長出兩三根枝蔓,就趕忙開花結果,在嚴霜到來之前就完成了生命過程。它的生命如此短促,但是尚能以月計算。
壽命最短的要算生長在沙漠中的短命菊,它只能活幾星期。沙漠中長期乾旱,短命菊的種子,在稍有雨水的時候,就趕緊萌芽生長,開花結果,趕在大旱來到之前,匆忙地完成它的生命周期,不然它就要“斷子絕孫”。
生長最快的植物
植物[有葉綠素和細胞壁能夠進行自養的真核生物]
竹子的生長比較特別,它是一節節拉長。竹筍有多少節和多粗,長成的竹子就有多少節和多粗。一旦竹子長成,就不再長高了。而所有樹木的生長,是在幼嫩的芽尖,慢慢加粗伸長,經幾十年至幾百年,它還會慢慢地加粗長高。
最大的花
植物[有葉綠素和細胞壁能夠進行自養的真核生物]
最大的精子
蘇鐵
最毒的樹
見血封喉,又名箭毒木,桑科,見血封喉屬植物。樹高可達40米,春夏之際開花,秋季結出一個個小梨子一樣的紅色果實,成熟時變為紫黑色。這種果實味道極苦,含有毒素,不能食用。中國、印度、斯里蘭卡、緬甸、越南、柬埔寨、馬來西亞、印度尼西亞均有分佈。樹液劇毒,有強心作用。國家3級保護植物。
二級瀕危植物
荷葉鐵線蕨
中國珍惜物種荷葉鐵線蕨
【中文學名】荷葉鐵線蕨
【科別】Adiantaceae 鐵線蕨科
【瀕危類別】瀕危
【保護級別】2級
【現狀】僅存於四川萬縣和石柱縣,因築路\採挖作藥用,現數量極少,陷入瀕危
【分佈省縣】四川萬縣武陵區,新鄉,小沱山,杉樹坪,石柱縣
【土壤PH值】中性略偏鹼性
【生態特徵】生於溫濕無蔭蔽的岩面薄土層上\石縫或草叢中
【花期】7月
【果期】8~9月
【科研價值】對研究該種的親緣關係\植物區系及地理分佈等有重大價值
【經濟價值】全草為清熱解毒,利尿通淋葯,又供欣賞
【保護措施】划產地為保護點,並進行人工栽培
【繁殖方式】分株或孢子繁殖
原始觀音座蓮
原始觀音座蓮
【中文學名】原始觀音座蓮
【科別】Angiopteridaceae 觀音座蓮科
【瀕危類別】瀕危
【保護級別】2級
【現狀】僅存雲南東南部,因森林面積日益縮減,生境變化,面臨瀕危
【分佈省縣】雲南金平,屏邊
【土壤PH值】4.5~5.5【土壤類型】赤紅壤或紅壤
【地形特徵】山坡下部溝谷邊緣
【生態特徵】季節性雨林陰濕的生境
【花期】7~8月
【果期】11月
【科研價值】對研究蕨類植物進化\區系起源有價值
【經濟價值】蔭生觀賞植物
【保護措施】已划自然保護區,需從速完善管理制度
【繁殖方式】孢子繁殖;栽培苗株
【栽培要求】選擇陰濕溫暖的生態環境
對開蕨
對開蕨
【中文學名】對開蕨
【科別】Aspleniaceae 鐵角蕨科
【瀕危類別】稀有
【保護級別】2級
【現狀】僅存於吉林長白山南麓和西側,分佈星散
【分佈省縣】吉林長白朝鮮族自治縣,集安,撫松,樺甸
【分佈描述】蘇聯,朝鮮,日本
【氣候類型】溫涼,潮濕
【年降水量】946
【土壤PH值】酸性
【土壤類型】暗棕色森林土
【生態特徵】山地落葉闊葉林下的腐殖質層中,喜陰濕
【科研價值】填補了地理分佈上的空白,對植物地理學\植物區系學的研究有價值
【經濟價值】觀賞植物
【保護措施】保護產地,摸清現存數量,栽入保護區內
【繁殖方式】孢子\分生繁殖
光葉蕨
【學名】Cystoathyrium chinense Ching
【中文學名】光葉蕨
光葉蕨
【瀕危類別】瀕危
【保護級別】2級
【現狀】因森林採伐,生境改變,數量極少,瀕臨滅絕
【分佈省縣】四川天全二郎山鴛鴦岩至團牛坪
【氣候類型】終年潮濕多霧,雨水多,日照少
【年降水量】1800~2000毫米
【土壤PH值】4.5~5.5
【土壤類型】山地黃壤及山地黃棕壤
【地形特徵】四川盆地西緣山地
【生態特徵】陰坡林下
【群落特徵】亞熱帶山地常綠與落葉闊葉混交林
【伴生種】包槲柯Lithocarpus cleistocarpus Rehd. et Wils. 扁刺錐 Castanopsis platyacantha Rehd. et Wils.珙桐Davidia involucrata Baillon 香樺 Betula insignis Franch. 糙皮樺 Betula utilis D.Don
【花期】7~8月
【果期】9月
【科研價值】對研究蕨類植物雜交和該科的系統發育有價值
【保護措施】保護原產地,設法人工栽培繁殖
【繁殖方式】分株或孢子繁殖
筆筒樹
【學名】Sphaeropteris lepifera(Hook.)Tryon
【中文學名】筆筒樹
【科別】Cyatheaceae 桫欏科
【瀕危類別】稀有
【保護級別】2級
【現狀】貴州、台灣均有分佈,廈門大學自來水池附近的山溝有一株,生境不隱蔽,易遭破壞,林下不見幼苗幼株。
【分佈省縣】貴州、台灣台北,宜蘭,桃園,南投,花蓮,屏東,台東;福建廈門。
【分佈描述】廈門大學自來水池附近的山溝,菲律賓,日本
【氣候類型】春季多陰雨,夏季常有颱風和暴雨,秋冬季多晴少雨,生境乾旱
【地形特徵】山溝,坡向南偏西,坡度15°
【生態特徵】空氣濕度大,土地濕潤的環境
【群落特徵】闊葉林下墓地,被雨水侵蝕的深溝中,高約15m,覆蓋度70%
【伴生種】台灣相思Acacia confusa Merr.
【花期】4、10月
【科研價值】對研究大陸與台灣植物區系的關係有意義
【經濟價值】園藝觀賞植物
【保護措施】觀察發育周期情況,測定各項生態因子指標,擴大栽培
【繁殖方式】孢子繁殖;葉尖組織培養
【學名】Sorolepidium glaciale Christ
【中文學名】玉龍蕨
【科別】Dryopteridaceae 鱗毛蕨科
【瀕危類別】稀有
【保護級別】2級
【現狀】產西藏,雲南,四川三省區毗鄰的高山上,零星分佈於冰川邊緣及雪線附近
【分佈省縣】西藏波密;雲南麗江,中甸;四川木里,稻城
【分佈描述】西藏東部;雲南西北部;四川西南部
【氣候類型】高山熱量不足,輻射強烈,風力強勁,晝夜溫差大,氣候嚴寒惡劣
【地形特徵】裸岩,峭壁和碎石構成的流石灘,即高山冰川下沿的地段
【生態特徵】高山凍荒漠帶
【科研價值】研究蕨類植物形態和功能統一性的良好材料
【保護措施】登山科考人員不要大量採集
【百山祖冷杉】松科冷杉屬1987年國際物種保護委員會將其列為世界最瀕危的12種植物之一。在自然分佈區僅存林木五株,其中一株衰弱,一株生長不良。
一級瀕危植物
【學名】Alsophila spinulosa(Wall. ex Hook.)Tryon
【中文學名】桫欏
【科別】Cyatheaceae 桫欏科
【瀕危類別】漸危
【保護級別】1級
【現狀】因森林植被覆蓋面積縮小,生境乾燥,加之砍伐莖幹作葯和栽培附生蘭類,植株日益減少
【分佈省縣】福建福州,安溪;台灣台北;廣東連山,新興;海南瓊中;廣西龍勝;貴州冊亨,赤水;雲南廣南,貢山;四川合江,邛崍;西藏墨脫
【分佈描述】福建東南部,南部;廣東北部;南部;貴州南部,北部;雲南東南部,西部;四川南部,中部;西藏東南部,尼泊爾,錫金,不丹,印度,緬甸,泰國,越南,菲律賓,日本南部
【氣候類型】亞熱帶濕潤季風氣候,冬暖,春早,夏熱,秋雨,濕度大,雲霧多,日照少,乾濕季節明顯
【土壤PH值】酸性
【地形特徵】山溝潮濕坡地
【生態特徵】溪邊陽光充足地或林緣灌叢中
【群落特徵】數十株或成百株構成優勢群落
【科研價值】是研究物種的形成和植物地理分佈關係的理想對象
【經濟價值】供觀賞
【保護措施】以四川為重點保護區,進行繁殖研究,擴大分佈面積
【繁殖方式】孢子繁殖
【栽培要求】適於透氣透水好的肥沃砂壤
一直以來,科學家都知道通過植物的花粉可以傳播一些性病真菌。雖然植物性病和大部分動物性病一樣,對於宿主植物並不致命。但是,動物的性病概念和植物的並不完全相同。
首先,引起植物感染性病的真菌孢子一般通過風或者采粉昆蟲在植物間傳播,而動物性病則是通過直接的物理接觸來傳播。具體來講,目前研究最深入的植物性病是一種叫做花藥黑粉菌(Micobotryum violaceum)的病菌引起的,它能感染剪秋羅屬植物。
感染花藥黑粉菌后,雄性和雌性植物都會成為性病真菌孢子的溫床,然後就能被大黃蜂或者其它傳粉者傳播。有時候,這些真菌甚至會刺激患病植物長出多餘的花朵,以更有效地傳播傳染病菌。
其次,瑞典植物學家安德斯·溫斯特姆(Anders Wennstrom)和拉斯·埃里克森(Lars Ericson)在研究了很多其它花類真菌后。他們發現,有些性病真菌還能從植物花朵進入土壤,從而在來年感染植物的下一代。
還有些性病真菌會通過植物的花朵傳播到其它植物的種子、葉子或者莖上。因為這些相互傳染性病的方式並不需要兩個植物都有性器官,所以科學家認為這些植物性病也許應該被稱作生殖疾病,而不是性傳播疾病。
2015年,日本名古屋大學開發出一種試劑,可使植物變得透明,從而觀察其內部構造。這種試劑可以避免解剖對植物造成的傷害,擬南芥的葉片在使用該試劑浸泡4天後基本變得透明。團隊表示“這一技術能清楚地觀察植物內部,並有望加快植物學的研究。”