植物能「力大無窮」的奧秘所在
一棵橡樹或松樹可以將一塊花崗岩巨石劈成兩半,甚至長成參天大樹。在「天下第一奇山」黃山,松樹就是從堅硬的黃崗岩石里長出來的。黃山松的種子就是在花崗岩的裂縫中,以無堅不摧、有縫即入的鑽勁,在那裡發芽、生根和成長。這就是神秘的植物力量。
而在松樹的樹根周圍,還滿布著結殼的岩石地衣。它們伸展的葉狀體深入每一個微小的角落和縫隙中。在地衣交替濕潤和乾燥的過程中,與之混雜的微觀岩石碎塊由於膨脹和收縮而變得鬆散。可以說,種子落在裂縫中萌發,大大增強了植物的破岩能力,這在木本灌木和針葉樹具有強大的擴展根系的情況下尤其如此。
神秘力量的奧秘所在
在一段大型混凝土污水管道的垂直部分,種植一叢竹子。幾年後,竹子長出了可愛的大肚皮。後來,肚皮越來越大,它真的把下水道10厘米厚的水泥牆給弄彎了,就好像堅固的水泥牆是泡沫塑料做的一樣!
其實,這種「大肚皮」的產生過程,是一種植物組織在密閉環境下的生長規律。植物組織在密閉環境中擴張的過程是指通過滲透和自吸吸水,以及通過細胞分裂導致整體增大的過程。本質上屬於木本莖和根急劇增加周長的活動。
自吸的科學由來
自吸其實是水分子進入多孔膠體材料並使其膨脹的一個過程。水(H-O-H)是一種極性分子,其氧原子帶負電荷,氧原子兩側有兩個帶正電荷的氫原子(H)。而當膠體材料含有外露的羥基基團(HO)時,即帶有帶負電荷的氧原子和帶正電荷的氫原子時,就會像很多微小的磁鐵一樣,水分子滲透到這些聚合物中,粘附在相鄰水分子的正極和負極上。這種水分子的流入和化學鍵(稱為氫鍵)的凝結導致細胞壁及其內容物膨脹到原來大小的幾倍。
《生命:生物學導論》給出了一個答案。種子的自吸作用可能會產生每平方厘米2.3噸的壓力。當種子吸收水分並膨脹時,導致種子外殼破裂的實際壓力是驚人的!根據科學家們的研究,膨脹的種子產生的壓力竟然達到正常大氣壓的1000倍!
關於自吸的另一個令人驚訝的事實是,對於埃及和瑪雅金字塔建造中使用的大型石灰岩塊的挖掘,有一個貌似合理的解釋:這些巨大的石塊是由圓形的木樁錘入石頭表面的洞中,然後用水浸泡木樁開採出來的。隨著岩柱的膨脹,自吸作用產生的力量足以將岩石撕裂。
自吸在醫學上的應用也是非常廣泛的。它可以用來擴張耳道,使其能夠正常排泄。一個被稱為「耳芯」的細長多孔圓柱體被插入堵塞的耳道中,耳道逐漸吸收水分並膨脹。同樣的機制運用在在婦科常規檢查中,一種被稱為「dilateria」的細長海帶被用來擴張宮頸。棕色藻類的圓柱體被插入宮頸,在那裡它會吸收水分並膨脹。
神秘力量也有優缺點
植物有如此大的能力,其中不乏驚人的破壞力,主要因為植物生長所產生的物理力和吸脹所產生的驚人壓力。有些入侵物種,比如有著巨大的地表根系和分布在地下的根莖的植物,很容易破壞混凝土車道和岩壁。
如果說有一種樹非常適合搗蛋,那非「勒頸無花果樹」莫屬。不論它身處何方,它的強大根系蔓延在石塊之間,都會逐漸將巨大的垂直牆壁變成碎石。根據著名的新熱帶植物學家的說法,勒頸無花果樹很可能是導致中美洲古瑪雅遺留建築毀滅的主要植物;在18世紀和19世紀,英法兩國在戰略要地加勒比海島嶼上修建的密閉而結實的軍事要塞,竟然也被勒頸無花果樹摧毀。所以,人們必須不斷地與這種自然的植物入侵作鬥爭。
不過,雖然植物有這麼巨大的破壞力量,也帶來過一些麻煩,但它們中的大多數實際上對自然環境是相當有益的。植物會幫助大自然產生更多有養分的土壤,還會為無數的動物物種提供棲息地。不僅如此,植物為我們提供了氧氣、食物、飲料、紡織品、紙張、木材和藥品,是人類忠實的夥伴,我們的生存絕對離不開這些「大力士」。更不用說,除了這些,它們還為我們提供了美麗的森林、草地和五顏六色的鮮花和芳香。
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