不管是植物還是動物,其生存都會面臨各種威脅,包括極端天氣和其他生物的破壞,我們統稱之為逆境。面對逆境,動物可以逃,而植物只能待在原地。然而,曾經與恐龍同在的桫欏還在,恐龍卻早已消失。植物逆境生存的神奇之處到底在哪裡?讓我們一起來揭曉。先來看看幾種典型的植物,一起來簡單感受下它們的生存之道。榕樹:榕樹四處安家、隨處長根,除了種子隨鳥類四處撒播安家外,還擁有大量的氣生根,將依附的植物完全包裹,將其絞殺致死,而榕樹本身則在空間爭奪中取得勝利,替代了原有植物。
榕樹
椰子:椰子落在海灘上的椰果被吹到海裡,隨流漂浮,其厚厚的外皮能保護種子不被海水泡死。其漂流歷程可以持續數月,一旦被沖上沙灘,就開始生根發芽。
彌勒樹:彌勒樹是植物界中的駱駝,生長在季節性乾旱的地方。它擁有獨特的“肚子”,就像海綿一樣,粗大的樹幹中存滿了水分,即使一年不下雨,也不會受很大影響。
彌勒樹
顯然,以上這些植物,都擁有逆境中生存的本領。然而,植物要面臨的逆境還有很多。面對逆境,它們一般會有哪些反應?面對逆境,植物通常有以下幾種應對方式:避逆性避逆性指植物通過調整生育週期來避開逆境的干擾,使其在相對適宜的環境中完成其生命週期。如一些植物可以在夏天完成自己的整個生命週期,從而避開惡劣的秋冬季節。其中短命菊是世界上生命週期最短的植物之一,它的壽命還不到一個月。
禦逆性植物處於逆境中,仍然能夠保持正常的生理活性,這類植物往往具有根系發達,吸水、吸肥能力強等特點。如仙人掌可貯藏大量水分,白天氣孔還會關閉以降低蒸騰,來抵禦乾旱的影響。
仙人掌
耐逆性植物身處不利環境時,可通過代謝反應來阻止、降低或修復由逆境造成的損傷,使其保持正常的生理活動。如植物遇到乾旱或低溫時,細胞內滲透物質會增加,以提高細胞抗性。
乾旱中頑強生長的植物
以上是植物在逆境環境中的三種適應方式,那麼在不同脅迫下,植物具體又是如何應對的呢?乾旱脅迫植物在乾旱環境中,當蒸騰消耗的水分大於吸收的水分時,體內就會失水,從而發生乾旱脅迫,其生長會受到抑制,光合作用減弱,內源激素代謝也會失衡,細胞內酶系統發生變化。我們可以發現,一些抗旱能力較強的植物,其葉片往往會演化出薄薄的鱗片或者毛,以減少水分的蒸發。同時,這些毛還可以降低紫外線的輻射,比如沙棗樹。
沙漠中的沙棗樹
當然,不是所有的抗旱植物都千篇一律,有的並沒有進化出鱗片或者毛。有些植物的葉片非常隱蔽,十分巧妙的避免了水分過量蒸發。但既然是植物,還得保證光合作用的正常進行,這樣才能提供植物正常生命活動所需要的能量。這些葉片退化的植物,卻巧妙的將莖幹和枝條利用了起來,其細胞裡有葉綠體,這些組織當仁不讓承擔起了提供能量的重任。光棍樹大家可以瞭解下。
光棍樹
水分脅迫乾旱要命,水澇同樣如此。熱帶雨林的植物幾乎每天都在淋浴,然而雨水的沖刷會影響光合作用,怎麼辦呢?我們可以發現,熱帶雨林中的植物其葉片都十分光滑,雨滴打在上面,瞬間就會滑落。更有意思的是龜背竹,它還在中間形成了一個個空洞,看起來就像被蟲子咬過一樣,其實這就是用來漏雨的。
龜背竹
另外我們知道,雨水多的時候,地面以下組織的呼吸作用還會受到影響,植物同樣有辦法應對。我們可以發現,水生植物專門在體內進化出了通氣管道,可將氣體不斷吸入,氣體再沿著管道輸送到地下根部或者莖部,以保證地下部分正常的呼吸。大家看看藕的構造,大概就知道了。
藕
低溫脅迫低溫脅迫分冷害和凍害,0℃以下為凍害,0℃以上為冷害,面對低溫環境,植物又會採取什麼辦法?落葉成為植物適應低溫的一種常用手段,很多植物都會落葉,比如常見的有懸鈴木、桃樹等。它們往往會在入冬前集中落葉。當然,葉片掉落,就意味著進行植物光合作用的“能量加工廠”停業,但好在這並不意味著樹從此就消極怠工,相反,之前製造的有機物會暫時運輸到樹幹、枝條中貯存起來,供幼芽萌發、生長用。
梧桐落葉
此外,針葉也是植物抵禦低溫的一種方式,常見的針葉樹有鬆樹、杉樹等,相比普通葉片,針葉面積相當小。不管是落葉還是針葉,其最大的好處在於大大降低樹體的能量損耗,以此來度過低溫極端天氣。
針葉松樹
鹽脅迫植物在鹽脅迫下會有很多不良反應,比如能量平衡被打破,甚至還會積累有毒物質。比如海濱地區的鹽分就很重,超過大多數植物能夠承受的範圍,很多植物在這種鹽脅迫下都會失水而死。但依然有植物在鹽鹼地存活得好好的。它們又有哪些技能呢?有的植物可以將過量的鹽分通過葉片分泌出來,以此降低體內的滲透壓,使得自身在鹽脅迫下正常生長。比如胡楊,其分泌的鹽分經常在葉面結為鹽晶。
胡楊
植物分泌鹽
生物脅迫除了各種各樣的極端天氣外,植物要面臨的挑戰還有很多,剛剛提到的都是植物要面臨的非生物脅迫,植物還要面對真菌、細菌、病毒等生物脅迫。植物面對生物脅迫又會作何反應呢?比如,植物在受到病原體感染後,會通過細胞壁的木質化來阻止病菌的進一步侵染。另外,這些病原體往往無法在死細胞中生存。植物充分利用了這一點,當這些病原體接觸植物時,植物會發生超敏反應,形成枯斑壞死,病原體因得不到營養而死亡。
柑橘炭疽病病斑
當然,有時候躲過了天災和病害,還會飛來其他橫禍。植物還要面對另外一個同樣龐大的群體——動物,面對動物的啃食,植物如何保證自己的種族繁衍呢?長刺成為植物防止動物過度啃食的一種計謀,比如月季。當然,植物還可以通過別的方式來混淆動物,比如果樹的大小年,某種程度上可以讓動物找不著規律,從而讓動物們不知所措。
帶刺的月季
當然,以上主要是植物在不利環境中的形態變化,其實,植物的逆境生存法則當然遠不止這些。它還會通過體內的一系列變化來適應周圍的環境。比如面對低溫環境,植物會通過改變細胞內滲透物質的濃度,使得細胞不易結冰,以此來抵禦低溫環境。另外,植物內源激素也在抗逆中起到了重要作用,比如脫落酸,它可以促進氣孔關閉,保持植物體內的水分平衡,進一步提高植物的抗性。當然,植物在逆境環境下的一系列外在形態、內在細胞變化,最終都是由遺傳物質決定的。不同的植物,在逆境環境中,其基因的表達情況是不同的,這決定了它們在逆境中所呈現出來的各種反應。關於這一點,就不在這裡贅述了。面對不利環境,植物看似一動不動,其實一直在不斷改變自身,從細胞代謝物質的調節,到枝葉形態的改變,可以說無所不用其極。正是這種強大的適應能力,使得植物可以應對千變萬化的環境,最終長存於地球。或許這又印證了一個道理:越簡單,越強大。植物在逆境中所折射出來的生存法則,實在讓人佩服!關於植物在逆境中的生存之道,大家還有什麼想說的呢?歡迎在評論區留言互動哦!