董卿朗读者主题词

植物不会动,却能存活30亿年!它的逆境生存法则,到底有多强大?

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我们都知道植物,很简单,不会动,但它在地球上生活了30亿年;我们也都知道恐龙,恐龙很厉害,横行天下,但它只存活了1.6亿年。

从存活时间来看,静止的植物,竟然完胜好动的恐龙。植物的生存法则到底是什么?我们一起来揭开谜底。

不管是植物还是动物,其生存都会面临各种威胁,包括极端天气和其他生物的破坏,我们统称之为逆境。面对逆境,动物可以逃,而植物只能待在原地。然而,曾经与恐龙同在的桫椤还在,恐龙却早已消失。植物逆境生存的神奇之处到底在哪里?让我们一起来揭晓。

先来看看几种典型的植物,一起来简单感受下它们的生存之道。

榕树:榕树四处安家、随处长根,除了种子随鸟类四处撒播安家外,还拥有大量的气生根,将依附的植物完全包裹,将其绞杀致死,而榕树本身则在空间争夺中取得胜利,替代了原有植物。

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榕树

椰子:椰子落在海滩上的椰果被吹到海里,随流漂浮,其厚厚的外皮能保护种子不被海水泡死。其漂流历程可以持续数月,一旦被冲上沙滩,就开始生根发芽。

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弥勒树:弥勒树是植物界中的骆驼,生长在季节性干旱的地方。它拥有独特的“肚子”,就像海绵一样,粗大的树干中存满了水分,即使一年不下雨,也不会受很大影响。

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弥勒树

显然,以上这些植物,都拥有逆境中生存的本领。然而,植物要面临的逆境还有很多。面对逆境,它们一般会有哪些反应?

逆境是对植物生长和生存不利的各种环境因素的总称,又称胁迫。胁迫分为非生物胁迫和生物胁迫,常见的非生物胁迫有干旱、低温、盐胁迫、金属胁迫等等,常见的生物胁迫有病害、虫害、杂草危害等等。

面对逆境,植物通常有以下几种应对方式:

避逆性

避逆性指植物通过调整生育周期来避开逆境的干扰,使其在相对适宜的环境中完成其生命周期。如一些植物可以在夏天完成自己的整个生命周期,从而避开恶劣的秋冬季节。其中短命菊是世界上生命周期最短的植物之一,它的寿命还不到一个月。

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御逆性

植物处于逆境中,仍然能够保持正常的生理活性,这类植物往往具有根系发达,吸水、吸肥能力强等特点。如仙人掌可贮藏大量水分,白天气孔还会关闭以降低蒸腾,来抵御干旱的影响。

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仙人掌

耐逆性

植物身处不利环境时,可通过代谢反应来阻止、降低或修复由逆境造成的损伤,使其保持正常的生理活动。如植物遇到干旱或低温时,细胞内渗透物质会增加,以提高细胞抗性。

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干旱中顽强生长的植物

以上是植物在逆境环境中的三种适应方式,那么在不同胁迫下,植物具体又是如何应对的呢?

干旱胁迫

植物在干旱环境中,当蒸腾消耗的水分大于吸收的水分时,体内就会失水,从而发生干旱胁迫,其生长会受到抑制,光合作用减弱,内源激素代谢也会失衡,细胞内酶系统发生变化。

我们可以发现,一些抗旱能力较强的植物,其叶片往往会演化出薄薄的鳞片或者毛,以减少水分的蒸发。同时,这些毛还可以降低紫外线的辐射,比如沙枣树。

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沙漠中的沙枣树

当然,不是所有的抗旱植物都千篇一律,有的并没有进化出鳞片或者毛。有些植物的叶片非常隐蔽,十分巧妙的避免了水分过量蒸发。但既然是植物,还得保证光合作用的正常进行,这样才能提供植物正常生命活动所需要的能量。这些叶片退化的植物,却巧妙的将茎干和枝条利用了起来,其细胞里有叶绿体,这些组织当仁不让承担起了提供能量的重任。光棍树大家可以了解下。

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光棍树

水分胁迫

干旱要命,水涝同样如此。热带雨林的植物几乎每天都在淋浴,然而雨水的冲刷会影响光合作用,怎么办呢?我们可以发现,热带雨林中的植物其叶片都十分光滑,雨滴打在上面,瞬间就会滑落。更有意思的是龟背竹,它还在中间形成了一个个空洞,看起来就像被虫子咬过一样,其实这就是用来漏雨的。

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龟背竹

另外我们知道,雨水多的时候,地面以下组织的呼吸作用还会受到影响,植物同样有办法应对。我们可以发现,水生植物专门在体内进化出了通气管道,可将气体不断吸入,气体再沿着管道输送到地下根部或者茎部,以保证地下部分正常的呼吸。大家看看藕的构造,大概就知道了。

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低温胁迫

低温胁迫分冷害和冻害,0℃以下为冻害,0℃以上为冷害,面对低温环境,植物又会采取什么办法?

di wen xie po di wen xie po fen leng hai he dong hai, yi xia wei dong hai, yi shang wei leng hai, mian dui di wen huan jing, zhi wu you hui cai qu shen me ban fa?

落叶成为植物适应低温的一种常用手段,很多植物都会落叶,比如常见的有悬铃木、桃树等。它们往往会在入冬前集中落叶。当然,叶片掉落,就意味着进行植物光合作用的“能量加工厂”停业,但好在这并不意味着树从此就消极怠工,相反,之前制造的有机物会暂时运输到树干、枝条中贮存起来,供幼芽萌发、生长用。

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梧桐落叶

此外,针叶也是植物抵御低温的一种方式,常见的针叶树有松树、杉树等,相比普通叶片,针叶面积相当小。不管是落叶还是针叶,其最大的好处在于大大降低树体的能量损耗,以此来度过低温极端天气。

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针叶松树

盐胁迫

植物在盐胁迫下会有很多不良反应,比如能量平衡被打破,甚至还会积累有毒物质。比如海滨地区的盐分就很重,超过大多数植物能够承受的范围,很多植物在这种盐胁迫下都会失水而死。但依然有植物在盐碱地存活得好好的。它们又有哪些技能呢?

有的植物可以将过量的盐分通过叶片分泌出来,以此降低体内的渗透压,使得自身在盐胁迫下正常生长。比如胡杨,其分泌的盐分经常在叶面结为盐晶。

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胡杨

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植物分泌盐

生物胁迫

除了各种各样的极端天气外,植物要面临的挑战还有很多,刚刚提到的都是植物要面临的非生物胁迫,植物还要面对真菌、细菌、病毒等生物胁迫。植物面对生物胁迫又会作何反应呢?

比如,植物在受到病原体感染后,会通过细胞壁的木质化来阻止病菌的进一步侵染。另外,这些病原体往往无法在死细胞中生存。植物充分利用了这一点,当这些病原体接触植物时,植物会发生超敏反应,形成枯斑坏死,病原体因得不到营养而死亡。

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柑橘炭疽病病斑

当然,有时候躲过了天灾和病害,还会飞来其他横祸。植物还要面对另外一个同样庞大的群体——动物,面对动物的啃食,植物如何保证自己的种族繁衍呢?

长刺成为植物防止动物过度啃食的一种计谋,比如月季。当然,植物还可以通过别的方式来混淆动物,比如果树的大小年,某种程度上可以让动物找不着规律,从而让动物们不知所措。

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带刺的月季

当然,以上主要是植物在不利环境中的形态变化,其实,植物的逆境生存法则当然远不止这些。它还会通过体内的一系列变化来适应周围的环境。

比如面对低温环境,植物会通过改变细胞内渗透物质的浓度,使得细胞不易结冰,以此来抵御低温环境。另外,植物内源激素也在抗逆中起到了重要作用,比如脱落酸,它可以促进气孔关闭,保持植物体内的水分平衡,进一步提高植物的抗性。当然,植物在逆境环境下的一系列外在形态、内在细胞变化,最终都是由遗传物质决定的。不同的植物,在逆境环境中,其基因的表达情况是不同的,这决定了它们在逆境中所呈现出来的各种反应。关于这一点,就不在这里赘述了。

面对不利环境,植物看似一动不动,其实一直在不断改变自身,从细胞代谢物质的调节,到枝叶形态的改变,可以说无所不用其极。正是这种强大的适应能力,使得植物可以应对千变万化的环境,最终长存于地球。或许这又印证了一个道理:越简单,越强大。

植物在逆境中所折射出来的生存法则,实在让人佩服!关于植物在逆境中的生存之道,大家还有什么想说的呢?欢迎在评论区留言互动哦!

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责任编辑:张宁