第五章 植物的器官 綠葉的奧秘

春天，熏風吹綠了大地、山林、田野、草原。綠色，是生命的象征，綠色，成了大自然的基調。然而，當你凝視這一片綠色世界的時候，可曾想到葉子為什麽是綠色的？綠葉又有什麽奧秘？

如果把葉子橫向切一個薄片放在顯微鏡下看看的話，你會發現，葉子大體上可以分為上下表皮及表皮中間的葉肉這兩大部分。表皮基本上是無色的，在它的上麵有一層厚厚的角質，有毛及許多小孔（氣孔）；葉肉則是綠色的，在每一個葉肉細胞裏裝有許多綠色的小顆粒，這是葉綠體，它是葉子發綠的綠色“染料”。

由於葉綠體內含的葉綠素能有效地吸收波長為650—680毫微米的紅色光及430—470毫微米的藍紫色光，不吸收波長為500—540毫微米的綠色光，這樣，由葉子反射出來的綠色光也就使葉子呈現為綠色的了。

對植物本身來說，葉子呈現綠的顏色，能更有效地吸收和利用太陽光來進行光合作用。所以，綠色是在長期的自然選擇過程中，植物對太陽光適應的結果。光合作用時，葉綠素利用太陽光來分解水，同時還原二氧化碳以形成糖和其他有機物並放出氧。這表明，通過光合作用，葉綠素把光能轉化為化學能貯存起來了。比如，靠著植物的光合作用，葉綠素把太陽光的能量轉變成了糧食、棉花、油料等等。

要進行光合作用，葉子就要有龐大的表麵積與空氣接觸，以捕獲寶貴的陽光及吸收大量的二氧化碳。但葉子麵積大了，風吹日曬，不可避免地就會散失大量水分，這是一個既要大量尋求廉價原料，又要冒幹渴危險的矛盾。在長期進化過程中，葉子卻以其結構與功能的巧妙適應，在一定程度上緩和了這個矛盾。首先，葉子上表麵有一層幾乎不透水、不透氣的角質層，從而使水分的蒸發大為減少，另外，在表麵上還有許多氣孔，以保證葉子內部與大氣相通。

氣孔，由兩個腎形的保衛細胞組成，保衛細胞兩端相連，中間形成一個窄長的縫隙。保衛細胞在靠近氣孔縫隙的那一部分細胞壁（稱之為內壁）比其它部分厚得多。當保衛細胞充水膨脹時，由於細胞壁薄的部分容易伸長，細胞就向外壁方向擴張，於是細胞兩端向內彎曲，氣孔張大，水分就大量往外散發；相反，在缺水時，保衛細胞收縮，內壁也隨之伸直，兩個保衛細胞的內壁靠近，氣孔縮小，這樣就減少了水分的散發，防止植物因失水過多而枯萎。於是，細胞內水飽和程度的變化，就成了改變氣孔大小的一個重要因素。氣孔如同一個活動的安全閥門，隨著水分的情況而控製著它的開關，調節著水分的蒸發。

實際上，氣孔的開關也與光（一般是在光下張開，在暗中關閉）及體內的某些化學物質（如脫落酸）的變化有關，它是受各種因子綜合影響的結果。氣孔的這種開放或關閉的控製，是植物適應環境的一種良好保護性裝置。

在植物進行光合作用製造食物的過程中，由於要吸收二氧化碳和放出氧氣，這就大大改善了我們周圍空氣的成分。樹葉對空氣中的灰塵、油煙及炭粒、汞、鉛等金屬小顆粒，也有較強的吸附和阻擋能力，如每公頃鬆林，每年就可阻擋和吸附灰塵的36.4噸。這樣就大大減輕了一些有害廢氣對環境汙染，是一個很好的天然“淨化器”。

植物通過光合作用，在調節空氣中二氧化碳和氧氣的同時，還從葉子上蒸發出大量水分。一株樹木在夏季一天中散失的水分約為本身鮮重的5倍。1公頃樹林的葉子，每天大約蒸發出100噸水。由於植物體內水分的蒸發，水不但濕潤了空氣，也降低了溫度，使空氣變得更為新鮮和涼爽。所以，植樹造林，綠化荒山，以及在城市或工廠、住宅區進行綠化，既能收到美化環境的效果，又可以起到調節空氣的作用。