水淹不死的植物
大家都知道,種子萌發需要水分,植物生長發育、開花結果也需要水分,因此水分不足對植物不利,但水分過多對植物也有害。因為水淹的土壤裏氧氣不足,從而抑製了植物的有氧呼吸,大量消耗植物體內的可溶性糖,積累酒精,光合作用大大降低甚至完全停止,使其生長受阻。所以水淹使植物饑餓、衰老、受毒害,造成生理性障礙而死亡。
不同植物的抗澇性也不一樣,一方麵在於它們忍受無氧呼吸的能力不同,另一方麵也在於根的氧氣供應。植物有從地上部分向地下部分輸送氧氣的能力,這種能力大小與植物的耐澇性關係很大。例如,水稻的耐澇性之所以較強,就是因為它地上部分所吸收的氧氣,有相當大的部分能輸送到根係。
有趣的是,水生植物則可長期生長在水中,也不會被淹死,這是因為它們有一套適應水生環境的奇妙結構和“裝備”。
一些水生植物具有發達的通氣係統和調氣“設備”。最典型的例子要算是蓮,它生長在幾乎不含氧氣的汙泥中,卻仍然生機勃勃,葉碧花嬌,逗人喜愛。蓮有許多通氣道,地下部分的藕和挺出水麵的葉柄都有許多孔眼,並彼此相通,形成一個輸送氣體的係統。從葉片氣孔吸進來的氧氣,通過葉柄向地下輸送到藕,這樣就保證了它生長發育過程中對氧氣的需要。金魚藻的通氣係統更為巧妙,使得它常年浸在水裏也不會淹死。金魚藻的莖葉裏有許多孔洞,可以把自己光合作用時釋放出的氧氣貯存起來,供給呼吸用;又可把呼吸時放出的二氧化碳貯藏起來,供光合作用時利用。這種封閉型的氣體調節係統,在植物界是罕見的。水生植物的發達通氣結構,既可輸送氣體,又可增加浮力,這對適應水中的環境極為有利。
奇特的葉片和“排水係統”是一些水生植物適應水中環境的又一絕妙結構。常年沉浸在水裏的金魚藻、狐尾藻,葉片呈絲狀,這對適應空氣少、光線弱的水生環境非常有利,既能擴大葉子與水的接觸麵積,最大限度地得到光照,又有助於氧氣和二氧化碳進入葉片。水毛茛的葉片更為有趣,水下的葉片是絲狀的,水麵上的葉片是平寬的。菱的葉子也有兩種,生在水裏的葉子,由莖節上生出,細裂成羽毛狀,很像須根;浮在水麵上的葉子,簇生在莖的頂端,由於葉柄長短不一,使葉子不重疊而相嵌排列在水麵。這兩種葉片的形狀均有利於對陽光和空氣的利用。
更為奇妙的是,像蓮、慈姑和眼子菜等植物的葉片上還裝配有“排水係統”,可將體內的多餘水分排出體外,以保持植物體內水分的平衡,避免因水分過多而產生不良後果。蓮和慈姑的排水器是由管胞、通水組織、空腔和排水孔等部分組成;眼子菜的排水器較為簡單,由管胞直接與外界相通。
“漂浮器”,是一些水生植物能在水中生存的奇特“裝備”。鳳眼蓮的葉柄處有一葫蘆狀的大氣囊,裏麵裝滿了氣體,可使它安然地漂浮於水麵;水鱉的葉片背麵有由貯氣細胞組成的突出物,就好似穿了件救生衣,可使其免於滅頂之災。菱更是巧妙,當它結出沉甸甸的果實而使植株下沉時,葉柄上便長出了浮囊,這樣就使它擺脫了沉沒的危險。
水生植物的繁殖也表現出它們對水生環境的巧妙適應能力。水生植物主要靠無性繁殖傳宗接代,但也有有性繁殖。苦草是有性繁殖植物中一個突出而有趣的例子。苦草是水鱉科植物,雌雄異株,紮根於泥中,生活在水麵下。雄花蕾形成後,便從花梗上脫落,漂浮到水麵上來,在水麵上開花,雌花蕾形成後,借助於極長的花梗把花蕾送出水麵,也在水麵上開花,但不脫離花梗。這時,浮在水麵上的雄花漂近雌花,借助風力通過碰撞而進行傳粉,授粉後雌花就閉合了。然後,花梗采用螺旋狀卷曲的方式,把雌花拉入水底,果實在水底下成熟。
靠無性繁殖的水生植物,有斷枝成苗的分身法術。如眼子菜、狐尾藻、金魚藻、伊樂藻等,它們的莖斷裂成小段也能繁殖成苗。這種繁殖方式有利於靠水流、風浪、行船等快速向四麵八方繁殖和遷移,其中最突出的例子要算伊樂藻。伊樂藻原產在北美加拿大的淡水湖泊中,在19世紀40年代由美國海船偶爾帶到英國,僅幾年的時間就遍及英國各水域;隨後又傳遍歐洲,蔓延到亞洲和大洋洲。
水生植物對人類有許多貢獻。它可為我們提供美味的食品和珍貴的藥材。富含糖、脂肪、蛋白質的菱角;營養豐富的藕和蓮子,可入藥的蓮子、蓮心、蓮蕊、蓮房、藕節、荷葉;含有核黃素、抗壞血酸和多種維生素等,可用做營養強化劑的芡實;甜脆可口的荸薺;久享盛名的蓴菜等。有的水生植物可以美化環境,供人們觀賞。“接天蓮葉無窮碧,映日荷花別樣紅。”這是蓮花帶給我們的令人陶醉的美景。更值得一提的是,不少種類的水生植物具有淨化汙水的作用,象鳳眼蓮(又叫水浮蓮)、菱角、蘆葦和蒲草等,對危害人畜的砷、汞、鎘、鉛、苯酚等汙染物,有相當大的吸收能力,因此可用它們來處理汙水。同時,還可用它們來回收汙水中的貴重金屬,如金、銀等。可見,水生植物不僅是人類淨化汙水的好“幫手”,而且還可給人們帶來很好的經濟效益。