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具特异功能的植物毛


  如果你有兴趣进入植物的毛的世界,那么,你就会发现,无论是在结构上还是功能上,植物的毛都比我们人类和动物的毛更加丰富多彩,甚至具有特异功能。
  
  施放化学武器的“防卫毛”
  
  植物的毛多数是十分细小的,往往只有在我们近距离观察或用手触摸植物体的某些部位时,才会感知到它们的存在,但是,这种触摸之感有时令人终生难忘。
  
  我与蝎子草第一次交往是在20多年前的一个夏天。作为大学生物学系的学生,我们在老师的带领下到北京西山进行植物分类学野外实习。在一片较阴湿的阔叶林下,有一种高50厘米左右,叶片翠绿,宽大如手掌,边缘裂成大尖齿的草本植物引起了我的注意。出于新养成的习惯,我伸出手正准备去采标本,忽听走在身边的老师急呼:“小心,别碰它!”我赶快缩回手,但心里却在嘀咕:莫非它会“咬人”?就在这一转念的工夫,附近传来了一个女生的尖叫声,原来她无意中已被“咬”了。老师告诉大家,这种植物叫蝎子草,它的叶片和嫩茎上有一种蜇毛,如果碰到人的皮肤,就会刺激皮肤产生痛痒的感觉。后来,出于好奇,我还是尝试了一下蝎子草蜇人的“味道”:那种痛痒更甚于小时候爬树被“洋拉子”(一类具有蜇毛的毛虫)拉了。
  以后,我才知道,在蝎子草的家庭——荨麻科中,像它一样具有蜇毛的成员还不少,常见的有荨麻、狭叶荨麻、艾麻、大蝎子草等。它们喜欢生长在较湿润的山林中、溪水旁,我国从南到北都有,尤其是地形复杂、山林广袤的西南地区,荨麻科植物十分丰富。
  其实,这些蜇人的小草并非要与人为敌,它们的这种特性不过是祖上传下来的防身之术。科学研究表明:蝎子草等植物身上的蜇毛是一种能有效施放化学防卫物质的护身武器。虽然它们看上去远不及一些植物身上的棘刺强悍,尖而不硬,顶端一触即破,却能因此将其基部腺体细胞中分泌的蚁酸等对食草动物和人有较强刺激作用的液体,由上部中空的腔中即刻释放出来。和人一样,尝过这种蜇毛滋味的食草动物也会印象深刻,以后见了这类身被蜇毛的厉害植物便会尽量躲开,不再有啃食的念头。正是因为拥有蜇毛这种化学武器护身,这些荨麻科小草在与食草动物的生存竞争中成为了赢家。
  
  身兼二职的“防晒保温毛”
  
  晒太阳可以取暖,但过强的阳光会晒伤我们的皮肤,这是人所共知的道理。对于植物来说,也会遭遇同样的两难境地,尤其对于一些生长在高山上的小草,在其每年的生长期中,它们既需要阳光的温暖,又要避免过强的太阳辐射灼伤身体。为了解决这对矛盾,植物在进化过程中演化出了不少绝招,其中植物的毛也参加了这场与阳光捉迷藏的“生命游戏”,而且在某些植物的生存上起到了举足轻重的作用。
  在我国西部的高海拔地区,每到夏日这里便成了高山植物竞相展示姿容的大舞台,这里既有极为艳丽的高山花卉,也有药效独到的珍贵草药。我曾在四川西部、云南西北部和西藏东部海拔4000~5000米的流石滩上追寻高山植物的踪迹。一种身披长长白色绵毛的怪异小草,往往会在积雪和残冰的陪伴下出现在我的眼前。看它那矮墩墩的、上半截像一堆棉花糖似的模样,很难让人把它与其同族兄弟——生长在新疆天山上的名贵草药雪莲花相联系,但采药者却都知道它具有某些与雪莲花相似的药效,因此对它格外青睐。植物学家根据这类植物奇特的外形,给它起了一个形象的名字——绵头雪兔子。
  
  登山运动员在攀登高山时,身上要穿厚厚的羽绒服,脸上要涂防晒霜,还要带墨镜,这是因为,在地球表面,海拔越高,空气越稀薄,气温越低,太阳辐射越强,运动员为了避免冻伤和阳光灼伤,必须采取有效的防护措施。与登山运动员相比,绵头雪兔子的生活环境更加严酷,而且它没有腿,没有翅膀,一经在岩石缝隙或碎石中扎根,就要在原地忍受生长季中几十个日日夜夜的严寒和强太阳辐射的考验。然而,它却毫不畏惧,一代代伴着骄阳和冰雪生生不息。为什么绵头雪兔子会有如此强的生命力呢?植物学家经研究发现,它身上的白色绵毛功不可没。与蝎子草的蜇毛不同,绵头雪兔子身上的绵毛已经失去了生命力。这种毛由死细胞组成,细胞中的原生质体已经解体和消失,取而代之的是纯净的空气。这种充满气体的毛呈现白色,具有很强的反光作用。在晴朗的白天,它们可以保护植物体不被阳光灼伤;而到了寒冷的夜晚,这些密被的绵毛又如羽绒服穿在植物的身上,有效地起到了保持体温的作用。
  绵头雪兔子是菊科风毛菊属植物,在同属的数百个成员中,像绵头雪兔子这样身披绵毛的“高山勇士”还有近20种,它们都是植物利用绵毛适应高山严酷生存环境的典范。
  其实,即使在我们周围,也有许多植物身上有绵毛。例如生长在我国华北和西北等地亚高山草地上的绢茸火绒草,是一种菊科植物,在它身上就有由绵毛组成的毛被,尤其在头状花序周围的总苞片上,灰白色的绵毛盖得严严实实的,就像穿了羊绒外衣,当夏日的骄阳照在上面时,银光闪烁,很有特色。
  
  营造传粉之路的“指引毛”
  
  降龙草是一种在我国南方低山区广泛分布的苦苣苔科小草,常成片生长在较阴湿的山谷溪边或岩石上。降龙草的身高其实不过几十厘米,并没有什么降龙伏虎的大本领,所谓“降龙”是民间用来形容它可以用于治疗蛇咬伤。不过,它开出的花朵却很吸引人。每到夏末秋初,降龙草植株的上部就会陆续绽放出十来朵形似小钟、长4厘米左右的白色或淡紫色花朵,在花冠筒的里面还有许多紫红色的斑点,使它们看上去就如一只只由绿叶托起的花铃铛。不久前,我在江南一处山谷中考察,见到一片正在开花的降龙草。当我抬起它略下垂的花朵以便拍摄花冠内部时,一些位于花冠筒下部的白色直立硬毛引起了我的注意,于是我调低进光量,将它们清楚地收入镜头。
  回到家里,我将它们同以往拍摄的紫斑风铃草的钟形花冠内的毛进行比较,发现降龙草花冠内的毛很有特色:它们并非随意散生在花冠筒的内壁上,而是分成三个“板块”,有序地排列在花冠筒的下部,犹如阅兵场上组成的间隔一定距离的三个方队。如果沿着花冠筒向里看,这些直立的白色硬毛刚好营造出了两条通向花冠深处的通道。这种现象不由得使我想到花冠上的“路标”——为传粉昆虫指引进入花冠采蜜的道路,也叫“蜜导”。所不同的是,“蜜导”是由花冠上颜色的变化形成的。
  那么,拜访花朵的昆虫是否会沿着毛间通道进入花冠内部,完成为花朵传粉的任务呢?我发现,在花冠距离底部不远处,正对着两条毛丛间通道的分别是两枚雄蕊的花药部分。这两枚雄蕊的花丝不像一般植物那样沿花冠筒纵向伸展,而是横向交叉在筒内,好似人双臂抱肩的姿势。这时的雌蕊花柱则位于花冠筒内中间偏上的位置。可以想象,当昆虫沿毛丛间通道进入后,可以再从花柱基部沿花柱爬到顶端的柱头上。此时,如果柱头已开始接受花粉,那么在身上带有花粉的昆虫的帮助下便可完成

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