书城童书青少年植物百科
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第18章 走向繁荣——被子植物(9)

到1988年,全国杂交稻面积已有1.94亿亩,占水稻面积的39.6%,10年间全国水稻累计增产1亿吨以上,增加总产值约280亿元,取得了巨大的经济效益和社会效益。

群众交口称赞到中国人靠两“平”解决了吃饭问题!一靠党中央政策的高水平,二靠袁隆平的杂交稻。

早在1979年,袁隆平先生的杂交稻技术便作为中国的第一项农业专利技术,成功地输出美国,如今,杂交水稻更是已经在世界范围内广泛栽培,袁隆平先生的水稻杂交技术为世界粮食安全作出了杰出贡献,据不完全统计,增产的粮食每年为世界解决了7000万人的吃饭问题。

自1981年袁隆平的杂交水稻成果在国内获得建国以来第一个特等发明奖之后,陆续获得了多项国际性科学大奖。印度前农业部长,曾任国际水稻研究所所长的斯瓦米纳森博士高度评价说:“我们把袁隆平先生称为‘杂交水稻之父’,因为他的成就不仅是中国的骄傲,也是世界的骄傲,他的成就给全人类带来了福音。”

翠衣黄金塔——玉米

你说奇怪不奇怪?头上长出胡子来。脱下衣服七八层,露出全身珍珠来。

你知道这则谜语的答案吗?这就是玉米。

玉米也称“玉蜀黍”、“苞谷”、“苞米”等,是禾本科一年生草本植物。

玉米株高约1.4~5米;根系强大,为须根系,除胚根外,还从茎节上长出节根:从地下节根长出的称“地下节根”;从地上茎节长出的节根称“支持根”、“气生根”。茎秆粗壮,呈圆筒形。有叶15~22片,叶宽大,线状披针形,叶缘常呈波浪形。花单性,雌雄同株,雄花生于植株顶端,为圆锥花序;雌花生于植株中部叶腋内,为肉穗花序,外有总苞。

按照玉米籽粒的性状,玉米可分为马齿型、硬粒型、爆裂型、蜡质型、甜质型、甜粉型、粉质型、有稃型等八种类型,其中以马齿型和硬粒型两种栽培最为广泛。根据玉米的粒色和粒质,还可将其分为:黄玉米(种皮黄色,包括略带红色的黄玉米)、白玉米(种皮白色,包括略带淡黄色或粉红色的玉米)、糯玉米(富含黏性的玉米)、杂玉米(以上三类玉米中混有本类以外的玉米超过5.0%的玉米)。依照玉米的品质,则可将玉米分为常规玉米和特用玉米两类。

玉米性喜高温,适宜疏松肥沃的土壤。据考证,玉米原产于南美洲,早在7000年前,美洲的印第安人就已经开始种植玉米了,随着西欧殖民者侵入美洲,玉米种子被大量带回欧洲,之后,玉米开始在亚洲和欧洲被广泛种植。

大约在16世纪中期,中国开始引进玉米,18世纪又传到印度。到目前为止,世界各大洲均有玉米种植,其中北美洲和中美洲的玉米种植面积最大。

玉米是三大粮食品种之一,为解决人类的温饱问题起到很大作用。时至今日,玉米仍然是全世界各国人民餐桌上不可或缺的食品:在“玉米的故乡”墨西哥,“国菜”——玉米饼的年消耗量达到1200万吨之多,人们无论贫富贵贱都非常喜欢食用;在发达国家和地区,玉米也被作为补充人体所必需的铁、镁等矿物质的来源为人们广泛食用;在某些贫困国家和地区,玉米依然足人们廉价的果腹之物。

玉米中含有丰富的维生素B6、烟酸等成分,具有刺激胃肠蠕动、加速粪便排泄的特性,可防治便秘、肠炎、肠癌等,是粗粮中的保健佳品,对人体的健康颇为有利。玉米须(玉米的花柱和柱头)还是中药中常见的药材,性平、味甘淡,有利尿消肿之功。而且,玉米在工业上的用途也甚为广泛,可制淀粉酒精、塑料等,其茎秆叶、穗等还是良好的青饲料。

植物的防卫——自交不亲和性

一般来说,因为特殊情况变异而成的基因通常为隐性基因型,它的功能会被正常基因屏蔽,从而无法表现出来。

为了避免近亲繁殖,植物在长期的进化过程中形成了一种机制用来区分到达雌蕊的花粉是否来自自身。在许多植物体中,母体的柱头能够识别自己的或来自别的植株、具有和母体同样基因型的花粉,并且通过一定的方式阻止这种花粉同卵细胞结合,从而抑制花粉的萌发和生长,最终不能受精。但来自于不同株、具有和母体不同基因型的花粉则不受影响,可以萌发和受精。我们将植物体的这种特殊机制称为“自交不亲和性”。植物体是如何完成自交不亲和性的过程呢?

一些被子植物(特别是十字花科植物)雌蕊成熟柱头的细胞表面有一层发育完全的蛋白质表膜,具有识别及接受部位的功能。与此同时,雄花花粉的外壁也有一层蛋白质外膜与柱头相互识别。当花粉落在柱头上后,花粉粒的外壁便释放出外壁蛋白质,与柱头乳突细胞的蛋白质表膜相互作用。如果二者是亲和的,花粉内壁即释放出角质酶前体,并被柱头蛋白质表膜所活化,从而溶解雌蕊柱头表面细胞下方的角质层,使花粉管得以侵入柱头表面,并且使得花粉进入花粉管,最终达到卵细胞完成受精过程。如果二者不亲和,柱头乳突细胞随即产生胼胝质,阻止花粉管的侵入。通过这一套机制,植物体就能够有效防止变异基因型在种内的聚集。

然而对于自交不亲和性,我们也不能完全肯定。

我们知道,自然环境处于不断变化之中,而诸多生物也是通过不断的进化才适应了现在的地球环境。进化的原动力便来自于基因的变异。但是人们发现1亿年前的大多数植物同他们“苟活”到今天的后裔相比,基因水平上的差异几乎可忽略不计。但是1亿年前的动物同今日的动物相比却已经天差地别。造成这种状况的原因就是植物选择进化出自交不亲和性的机制,而动物却没有。

自交不亲和性的目的在于:通过防止种内繁殖的方式,最大限度地减少由于种内个体基因型的变异导致整个种族都携带此种变异基因的情况。这是一套保守而安全的机制,通过这个机制的运行,植物体可以很大程度地保持单独种群的稳定I生,减少由于突变的致病基因给种群带来毁灭性打击。

“自交不亲和性”可以看作是植物对自身生命系统设置的一道防火墙,它屏蔽掉了来自于外界的一切信息,属于一种“闭关锁国”的行为,虽然保证了自身的安全,也放弃了自身进化的能力,这是一种低等的生存方式。让我们设想一下,或许在茫茫宇宙中有这么—个由植物体统治的世界,这里的植物体不同于我们所认识的植物体,这种植物可以在保证自身存活的前提下,撤掉自己的“防火墙”,接收一切外源基因,保存并且筛选,以便使自身成长为一个比较高等的系统。它们能够进行思想交流、利用叶绿体制造养分、能够思维、行走。这或许就是植物体进化的最高等状态。也可能就是亿万年后统治我们地球的生命吧。

桑科几大员

在古代的欧洲,丝绸向来都是与黄金相提并论的,几个著名的帝王如亚历山在、恺撒等在大的战役后都是以珠宝、丝绸和奴隶来计算自己战果的。

那条由张骞打通、连接了远东与地中海各国的道路,由于向西方输入了丝绸而被称为“丝绸之路”。

丝绸,是由蚕的蚕茧抽丝后编制取得的蚕然蛋白质纤维,再经过精心编制而成的纺织品,具有其他纤维及加工品所无法替代的独特性能。

丝绸织品技术曾被中国垄断数百年,由于其编制技术在当时是一种复杂的工艺,其特有的手感和光泽倍受人们的关注,因而丝织品成为工业革命以前世界主要的国际贸易物资。最早丝绸织品只有帝王才能使用。而在最初,中国是严密控制着丝绸织造业和养蚕业的技术流传,禁止其流向国外。但丝绸业的快速发展令丝绸文化不断从地理上、社会上由中国渗透入周边国家。

传说欧洲之所以有丝绸是由于几名为东罗马帝国皇帝工作的僧侣冒死将蚕种放在中空的手杖中,并私自从中国带出,辗转到达群上坦丁堡,如此一来,丝才得以最终流入欧洲。虽然这个传说的可信度并不高,但随后的拜占庭人确实发展了丝绸编制技术,并在皇宫庭院内设立了蚕室和缫丝机,为皇帝服务。当时拜占庭所有的土产丝绸大多被皇室成员享用,剩余的材料也能以非常高昂的价格卖到市场上。

桑蚕属寡食性昆虫,喜食桑叶,此外,蚕也能吃柘叶、楮叶、榆叶、鸭葱、薄公英和莴苣叶等,然而桑叶是蚕最适合的天然食料。可以说,有桑树,也就不会有丝绸的产生了。

我国是世界上最早开始种桑养蚕的国家,也是中华民族对人类文明的伟大贡献之一。据传说,上古时代黄帝的元妃嫘祖发明了养蚕缫丝技术,是丝绸的伟大发明者。在商代,甲骨文中已出现桑、蚕、丝、帛等字形。到周代,采桑养蚕已是常见的农事活动了。春秋战国时期,桑树已成片栽植。

桑是桑科桑属植物的泛称,种类颇多,主要有山桑、白桑、鲁桑等。桑为落叶乔木,高可达15米左右;叶呈卵圆形,叶长5~10厘米,宽4~8厘米,分裂或不分裂,边缘有锯齿,是蚕最主要的食物;花单性,雌雄同株或异株,穗状花序;桑的果实为聚花果,即桑葚,也称桑果,成熟时一般呈紫黑色或白色,味甜。桑葚含有丰富的活性蛋白、维生素、氨基酸、胡萝卜素、矿物质等成分,营养是苹果的5~6倍,具有多种功效,早在两千多年前,桑葚已是中国皇帝御用的补品,如今更是被医学界誉为“21世纪的最佳保健果品”。

“实而不华“的无花果

无花果别名蜜果,为桑科榕属落叶灌木或小乔木。原产阿拉伯南部,后传入叙利亚、土耳其等地,目前地中海沿岸诸国栽培最盛。

无花果是人类最早栽培的果树之一,从公元前3000年左右至今已有约5000年的栽培历史。相传古罗马时代曾有一株神圣的无花果树,因为曾庇护古罗马创立者罗慕路斯王子,躲过了凶残的妖婆和啄木鸟的追赶,而被命名为“守护之神”。在地中海沿岸的一些国家,无花果被称为“圣果”,用作祭祀果品。无花果大约在唐代传人我国,至今约有1300年。目前除东北、西藏和青海外,其他地区均有无花果分布。

在我国南方,无花果作为果树栽培,株高可达4~9米;而在北方只可盆栽观赏,植株通常比较低矮,高度仅有1.5米左右。无花果树的树皮呈暗褐色,皮孔明显,小枝粗壮光洁,节部明显,茎内含有乳汁,因为无花果树根部压力很大,所以一旦树干上出现伤口,这些乳汁就会从伤口处流出。无花果树叶面积很大,厚纸质,成掌状,3~5裂,叶面粗糙,背面生有柔软毛状物。

无花果名字是由于古人的粗心错误而得名。因为古人只看到了无花果结出果实,但是在此之前却从未看见其开花授粉。其实无花果并不是无花就结果,花和果实同是植物有性繁殖的器官,缺一不可,“花而不实”或“实而不花”的情况是不会发生的,能够结实的无花果树自然是有花的。

如果我们在无花果发芽长叶后,仔细观察,就能发现在无花果树的叶腋处刚长出小无花果时,摘下—个来就可以看见,在这个小果的顶端有—个小疤痕,细看之下还能发现—个小孔。将这个果子切成两瓣,就能见到在它里面长着很多小花,并且还是两种样子,上部的为雄花,下部的为雌花,而早在这小小的果实形成之前,从叶腋处伸出的花托内部,雄花就已经向雌花传递了花粉,完成了授精的过程。

因为整个过程都是在花托中进行,不易被人们观察到,便将无花果讹传成是一种无花而结实的植物了。

像无花果这种雌雄花都生长在—个总状花托里的花序,我们称之为隐头花序。

无花果的果实由总花托及其他花器组成,呈扁圆形或卵形,成熟后顶部开裂,黄白色或紫褐色,肉质柔软,味甜,可以鲜食,也可制成果干、蜜饯、果酱等。中医学上还可用果皮入药,有开胃止泻的功效。

禅之树——菩提

“菩提”一词为古印度语(即梵文)的音泽,意即觉悟、智慧,用以指人忽如睡醒、豁然开悟、达到超凡脱俗的境界等。

相传,在2500多年前,佛祖释迦牟尼还是古印度北部的迦毗罗卫王国的王子乔达摩·悉达多时,为摆脱生老病死轮回之苦,解救受苦受难的众生,毅然放弃了王位和舒适的王族生活,出家修行。经过多年的苦修,终于在菩提树下静坐了7天7夜之后,战胜了各种邪恶诱惑,于天将拂晓、启明星升起的时候,获得大彻大悟,终成佛陀。因此,后世佛教徒一直视菩提树为圣树,在佛教的起源地印度,人们更是将其定为国树。

菩提树是桑科榕属的落叶常绿乔木。菩提树树干平滑,富含乳浆;树皮黄白色或灰色,皮平滑或微具纵棱,树枝有气生根,侧枝多数向四周扩展,树冠巨大;单叶互生,叶革质,质地光滑,呈三角状卵形,先端有尾状长尖,口缘平滑微呈波纹状;11月开花。隐花果生长在叶腋处,一般为双生,果实近球形,表面散布着许多紫色斑点,无柄。

滴冰的叶尖是菩提最显著的特征,这是为适应热带雨林环境而生成的:菩提树的根大得惊人,致使其所吸收的大量水分渗出叶面,沿叶尖滴下。

此波罗蜜非彼波罗蜜在梵文中,有一个古老的词汇被音译作“波罗蜜”,它是一个佛教用语,是“波罗蜜多”的略称,其意为“到彼岸”,也译作“度”,指由生死的此岸度人到达涅槃(寂灭)的彼岸。

这里我们讲的,则是桑科波罗蜜属常绿乔木——波罗蜜,波罗蜜又名“木波罗”、“树波罗”,其原产于印度、马来西亚,在我国广东、广西和云南等地也有栽培。