动植物对阳光资源的争夺(转自网络)

许多人都知道,老鹰是鸟类中最强壮的种族。但很少有人了解其中的原因。据动物学家研究,这与老鹰的喂食习惯有关,一只老鹰一次生下四、五只小鹰,由于它们的巢穴很高,捕回来的食物一次只能喂食一只小鹰。而老鹰喂食的方式并不是依照平等的原则,而是哪一只小鹰抢得凶就给谁吃,在此情况下,瘦弱的小鹰抢不到食物,就死了,最强壮的就存活下来,代代相传,因此老鹰一族也愈来愈强壮了。

动物的这种择食手段,生动地折射了动物最原始的竞争本能,也淋漓尽致地展示了“竞争求生存”的深刻含义。

不只是动物如此,植物也有竞争的习性。

据植物学中的记载,在热带雨林中,植物竞争地盘的行为是无所不用其极,树枝与藤蔓的蔓延,根的伸展与缠绕,都是成群成群的盘聚,而不同群簇的植物就会因被包围孤立而枯萎。最惊人的还是种子,每到夏日宁静的午后,如果细心的话偶尔都会听到种子爆裂的声音,有的种子靠自己弹射的力量,可以射数米之远,有的种子靠风力,可以翻山越岭,目的都是竞争别的地盘。

观察一下许多城市中种植的雪松,这种植物以其树冠为投影面,下方的土壤中是长不出任何植物的,因为雪松的树冠下太阳照射不到,降雨被茂密的树冠截走,同时落下的松针形成很厚的缺氧层,在这样缺水缺氧缺少阳光的地方,其它植物根本无法存活,于是这样雪松就能不断扩大自己的地盘而成为该地区的优势物种。这就是雪松的生存竞争方法,也是很容易就能观察到的植物竞争的例子。

植物之间是存在竞争的,而且广泛存在

主要表现在:对养分的争夺(水,矿物,空气等)

对能源的争夺(阳光...)

对空间的争夺(地上枝叶空间,地下根的空间等)

总的来说植物为了其生存要获得不同的生存条件,为了最大限度的满足自身需要就会不断的加大索取力度,当两个或者多个植物所要求的资源,空间等发生重叠时(地位级相同)就发生竞争,采取方式多样如:个体长得较大把别的树种压在下面影响它获得,根扎得较深,缠绕着植物长最终把被缠绕植物“勒“死等

任何生物之间都存在着竞争,植物之间也存在着竞争,只不过植物之间的竞争不那么明显,不存在着血腥。

植物之间的竞争有:

1、如果我们把一颗小植物放在阳台上,我们会发现枝叶会向外弯,这是植物争夺阳光的结果。

2、一颗植物种在土中,如果在左侧浇水的话,那么她的根会向左弯,这是根在土中争夺水份的结果。

此外植物之间还会争夺化肥、氧气等。

竞争无处不在!

附生现象的作用在热带雨林中,植物生长茂密,由于植物之间争夺阳光的竞争比较激烈,附生的植物就更容易获取来之不易的光源。附生植物在形态和生理上,已形成非常适应的特性,

在赤道边上的热带雨林里,植物长得又高又绿又稠密,那里有丰富的雨水和养料,使得世界上大多数植物选择在那里落户。

不过为了争夺空间和阳光,植物除了努力往高长之外,还要互相竞争,像寄生植物和藤本植物往往会吸光高大树木的养分或缠死它,而高大树木的树完遮天闭日,阻挡阳光射入,一些矮小的植株会因此而干枯。热带雨林是一个竞争激烈的残酷之地。

在热带雨林中,植物之间也存在着你死我活的残酷斗争方式。植物学家称之为绞杀。这些与别的植物争生存权的绞杀植物,多为榕属植物。它们的种子,通过鸟类或风雨的力量落到其他植物的枝干上,遇上适宜的环境条件,便会生根长大,形成气生根,缠绕在寄主茎干上,或一直垂吊下来,扎进土壤里,与被绞杀的植物争夺养料、水分和阳光。当气生根增加到一定程度,就会把那株处于劣势地位的树木包围起来,紧箍不放,直至死亡。

有一种叫“卡脖子无花果树”的雨林植物,它的种子落在某些大树的树枝上,长长的树根顺着树干垂落下来钻入土中,当它的力量壮大的时候,它会将大树缠死,只留下一个树的空壳。

早期的欧洲植物学家和旅行家常被热带雨林中树上长树的奇异现象所困惑。从枝叶上任何细心的人都能分辨是两种不同植物,但它们的茎秆则彼此缠杂融合在一起,或者一种植物的茎秆套包住另一种植物的茎秆。逐渐地,人们注意到,被缠绕包在内部的树木最终将枯死,而包它的植物则将发展成大树。人们把包缠者称绞杀植物,而把被包缠者叫寄主植物。

绞杀植物大多是一些被叫做榕树的植物,它们的果实是动物的主食,它们的种子很微小。当动物把榕树的种子携带到树木的枝丫或树皮裂隙上后,这些种子便会萌发。幼小的榕树能产生不定根,行为就像附生植物一样。随着榕树的不断长大,它的不定根逐渐将寄主树木包住,借助寄主树来支撑自己躯体。当这些榕树逐渐长成为大树时,它们的根和茎已整个地包住寄主树,寄主树最终由于太负重和营养亏缺而枯死,而这些绞杀榕树最后也变成独立的大树。

在阴湿的热带雨林下,不时可见一些没有叶子而形态奇异的花朵骤然由土中冒出,有的小如绿豆(无叶兰),有的硕大无比, 直径可达到1米,是世界上最大的花(大花草)。这些花朵寄生在其他植物根上,平常看不见,只是开花时才冒出土壤的植物,叫根寄生植物。大花草是热带雨林特有的一类根寄生植物,它的花非常巨大,颜色猩红,花瓣肉质,发出浓烈的腐臭味,犹如一堆臭肉,吸引苍蝇为它传粉。

植物在长期生存竞争中,逐渐形成了各式各样的防御敌人的“武器”。

毒素是植物最有效的防御武器。当植物被摸碰或被吃掉时,这种毒素便发挥作用了。有趣的是,植物毒素大部分集中在最易受袭击的部位,如植物的果实和花。

富含汁液的植物多半有毒,如箭毒木的乳汁含有强心苷,合欢含有氰化物,除虫菊内含有除虫菊素等。 特异气味是植物的又一武器。药用昆尾草和百里香的气味,使动物闻而生厌,更引不起食欲。

还有些植物,如胡椒、芥菜和辣椒的叶子,并没有很难闻的气味,它们的果实和种子也无毒,但含有各种不可口的或刺激性的物质,也使动物避而远之。

植物对病害的抵抗力是相当强的,它们受伤后,伤口会很快愈合;侵入的微生物也会被杀死。而且整株植物外面被角质层保护着,顶盔穿甲,绝大多数病菌都不能透过这种角质层。许多植物还会产生抑制微生物生长的物质,如亚麻根分泌物中含有氰化物,燕毒叶中含有毒的糖苷。同时,当细菌侵入植物体内时,植物会产生特殊的能杀死病原微生物的物质——植物保护素。

人们已经发现多种植物保护素,如四季豆产生的菜豆素,豌豆产生的豌豆素。 不少植物披针带刺,保护自已。洋槐和仙人掌身上都有由叶子变态而来的叶刺,板栗的刺长在种子外面的种苞上,动物根本不敢吃。

某些植物把针和毒两组防御武器结合起来,从而产生更有效的保护作用。螫人荨麻就是这种植物。栓皮栎和软木栎的树皮上都有一层厚厚的木栓层,它们的叶子也是又厚又硬,害虫极难攻入。

一些植物还会酷似另一种植物或物体而保存自已。死荨麻的外表和螫人荨麻相差无几,虽无螫人的本领,但 藤本类:茎细弱不能直立,需借助吸盘、吸附根、卷须、蔓条及干茎本身的缠绕性而攀附他物向上生长之蔓性树。如紫藤、木香、凌霄、五叶地锦、爬山虎、金银花等。

竹类:属禾本科竹亚科,根据地下茎和地面生长情况又可分为三类。单轴散生型,如毛竹、紫竹、斑竹等;合轴丛生型,如凤尾竹、佛胜竹等;复轴混生型,如茶秆竹、苦竹、箬竹等。它以假乱真的外表足以使动物或人望而生畏。

如果让你用某个字眼来描述植物,你肯定不会用“聪明”来形容它们。如果有人说你像植物一样有远见,你肯定认为是在讽刺你。但是有些科学家却认为,植物的“智商”可能被过于低估了,它们不仅能够计算,有远见,而且记得曾经历的事情。

有植物学家称,植物能够预测将来会出现的问题,并决定如何避免这些问题。我们知道,正在生长的植物嫩芽能够感知周围植被。绿叶吸收红光而反射红外线,植物可以识别从红光到红外线的光度变化,而这种变化又可以反映附近的绿色植被情况。植物可以预测这种情况将会产生的后果,认真筹划将来最可能在哪里遇到竞争和遮挡,并采取必要的预防措施或者进攻手段。除了与其他植物“勾心斗角”外,植物和食草动物之间也存在激烈的战争,并非“人为刀俎,我为鱼肉”的被动受害者。

与“外家”争夺资源

在植物界,普遍存在“非亲不认”的观念。科学家发现,植物与其他不同种的植物遭遇时,相互间的竞争往往更激烈。当植物发现周围的“邻居”与它们没有共同遗传体系时,便会投入更多精力,发展壮大自己——加快促进根部生长,与“外家”的暗中争夺地下资源。这个现象让科学家感到好奇:这些植物是靠什么来辨认亲戚的呢?

有科学家认为,每个植物家族特有的蛋白质或化学信号,可能被分泌在周围土壤中,并被其他植物的根系发现。也就是说,植物可能有一套感知同种类植物蛋白质或化学信号的体系,如果它的根与其他植物的根系紧密地靠在一起,它就会分辨出对方是否与自己是同一种类。当然,植物的这种认亲方式还需要进一步的确认。

向竞争对手“投毒”

对于强有力的竞争对手,植物会使用“恶毒”的手段,将对手排挤走,甚至杀死对手。

在俄罗斯境内,有一种高大的欧洲云杉,喜暖,与其共同生活在乌拉尔地区还有另外一种云杉,叫做西伯利亚云杉,这种云杉矮小,耐寒。但是,欧洲云杉对西伯利亚云杉没有采取包容的策略,而是悄悄夺取后者的养分,让对手“断炊”,这样,千年过去后,西伯利亚云杉就被欧洲云杉赶出了自己的领地,被迫向寒冷的乌拉尔山脉高处撤退。

有的植物做事更绝,向竞争对手暗中“投毒”,非得要了对方的性命不可。在美国西南部的平原上,生长着一种山艾树,它十分霸道,在它生长的地盘上,从不允许任何植物生存,连一根杂草也不放过。在这些地方,放眼望去,除了山艾树和它的表亲“肉叶刺茎藜”,再没有别的植物。

植物学家研究发现,山艾树对付竞争对手是靠分泌出一种有毒物质,给生长在它的势力范围之内的其他植物“投毒”,这样就达到了独霸一方的目的。

主动寻求“益友”

植物把根伸入地下,吸收养分和水分。为了能够更加茁壮地成长,有些植物还会从事一些“社交活动”。如地下有许多细菌都来想占它们的便宜,但并不会给它们带来什么好处,对于这种没有什么用的朋友,植物就会大门紧闭,拒之于千里之外;但对于对自己发展有益的细菌朋友,它们不但会四门大开,热情拥抱,还会主动前去巴结呢。

如豆科植物就会主动巴结对自己生长有益的根瘤菌。科学家发现,根瘤菌是生长在豆科植物根部的像瘤子一样的菌块,与豆科植物共生。它能吸收并固定大气中的氮,以此给植物提供肥料,同时吸收植物中的碳水化合物作为自身的营养。但周围的细菌千千万,豆科植物又如何巴结它们呢?科学家通过实验发现,根瘤菌含有一种名为“Nod因子”的信号分子,让豆科植物非常着迷,它们的根部只要遇到这种分子,马上会主动上前巴结,与其结为“盟友”,从而为其所用。

科学家正在研究,希望尽快让谷类作物也能借鉴这种“巴结术”

比“邻居”长得更快

高脚棕榈树的茎长在支持根上,举出地面。当周围植物妨碍采光和吸收养料时,它会采取非常明显的规避行为——它向有阳光的一侧长出新的支持根,阴影中的根系则渐渐凋萎,整株植物就移到了阳光充足的地带。

植物学家发现,植物一旦“发现”附近生长着其他植物,便生长得比它们的“邻居”更快,或者它们形成一种折中的生长模式,来对付相互冲突的各种信号。这时候,它们看上去就像聪明、复杂的决策者。

有植物学家认为,这种现象只是由遗传密码决定的机械反应。也有科学家认为,很多植物表现出的行为适应性,远远超出了反射或受遗传密码控制的程度。植物的根可以根据土壤中矿物质和水分的梯度分布而生长,但它们并不总是采取这种简单模式。

科学家研究了一种名为活血丹的匍匐草本植物的“觅食”行为。如果扎根在肥沃土壤中,它们就生出更多的枝、芽和叶,也会更快地形成团状的根,以充分吸收养分。然而,如果扎根在贫瘠土壤中,它们伸展得更快、更广,就好像正在逃离此地一样,同时根状茎变细,分枝形成变少。这意味着新芽距离母体植株更远,正在积极寻找新的肥沃土壤。实验还表明,活血丹的同系植物可以感觉到竞争者根系的存在,即使周围还有充足的养料,它们也会转向其它地区发展。

“培训”蚂蚁当保镖

蚂蚁为植物赶走害虫,植物用蜜汁作为酬谢,这是自然界常见的情景。科学家发现,这种互惠关系的实质可能并不是看起来那么简单。他们发现,蚂蚁喝下蜜汁后,会对动物蛋白产生渴望,从而变成贪婪的昆虫猎食者。也就是说,植物“培训”蚂蚁充当自己的保镖,而不仅仅是用报酬来“雇用”他们。

亚利桑那州的沙漠中生活着一种仙人掌,它的蜜汁能吸引4种蚂蚁。科学家在仙人掌下面放上肉和糖为诱饵,观察蚂蚁的活动,同时在附近不产生蜜汁的植物下面也放上诱饵。结果发现,仙人掌附近的蚂蚁更喜欢吃肉,不管是哪一种蚂蚁。

研究人员将实验室里培养的毛虫放在仙人掌上。结果,攻击毛虫最凶的蚂蚁正是那些对肉表现出最强烈兴趣的蚂蚁。随后,研究人员结合蚂蚁的数目和攻击毛虫的凶猛程度,来衡量一棵植物上的蚂蚁对昆虫的威胁性。结果发现,这棵植物上的“蚂蚁军团”威力越强,植食性昆虫就越少,植物的蜜汁使蚂蚁变成了能力更强的“保镖”。

植物的学习与记忆

有人说:世上没有两片相同的叶子。的确,每株植物都是一个个体,没有两粒种子会长成完全相同的植株,即使它们具有相同基因,或生长在看上去完全相同的环境里。植物能对15种以上的感官信号作出反应,比如光、化学物质、水、重力、土壤质地、损害等,并对这些信号加以综合和比较,从而调整自己的生长状态。

科学家发现,植物的信号系统和动物的神经系统非常相似。植物利用细胞膜之间的电压变化把电子信号从一个细胞传递到另一个细胞,类似于我们神经中传递的行为电压。正如我们有痛觉神经一样,这些电压可以报告植物哪个部分受到了伤害。在植物细胞内外,传递信息的化学物质有很多和人类脑细胞内外负责加工信息的物质完全相同。

植物和动物进行学习和记忆的分子基础也是相似的。当动物受到重复威胁——例如某种使它们吃了就生病的食物或者它们不断碰触的电网,它们学会更迅速地避开时,电子信号的速度和强度都会在几分钟内提高。如果威胁一直持续,这种强化的警醒将导致基因编码和蛋白质结构永久改变,在细胞间建立更多通道和连接。

植物如果感觉到缺水,那么,与动物类似的信号细胞会命令植物建立更多感觉渠道,关闭气孔,并采取其他控制细胞内水分流失的措施。长期如此,植物的基因表现形式和蛋白质合成率就会改变,细胞壁变厚,叶子变小。最终,这种植物将长出更多的根,而芽和叶将减少。

植物的一生中,经常会受到动物的伤害,因为所有的动物都直接或间接以植物为食,植物因此采取各种办法来进行自我保护。很多植物并不是干等着食草动物来吃它们的叶子,它们会反击,而且用的是致命武器。“道高一尺,魔高一丈”,那些素食的动物又“发明”出与之对抗的武器,而那些植物又会进一步采取防御措施……于是,人们在动物和植物之间发现了极富戏剧性的一幕。

植物战胜了动物

1981年,一种叫舞毒蛾的森林害虫在美国东北部的橡树林大肆蔓延,把4平方千米的橡树叶子啃食精光,橡树林受到了严重危害。可是到了1982年,当地的舞毒蛾突然销声匿迹,而橡树林则郁郁葱葱,生机盎然。这使森林学家们感到非常奇怪,因为舞毒蛾是一种极难扑灭的森林害虫,大面积的虫害更难防治,舞毒蛾怎么会自行消失的呢?通过分析橡树叶子的化学成分,科学家发现了一个惊人的秘密:在遭到舞毒蛾咬食之前,橡树叶子中的单宁酸并不多;但在咬食之后,叶子中的单宁酸大量增加。单宁酸跟舞毒蛾体内的蛋白质结合后,使得叶子难以消化。而吃了含有大量单宁酸的橡树叶子,舞毒蛾自然变得食欲不振,行动呆滞,很不舒服,结果不是病死,就是被鸟类吃掉。正是依靠单宁酸这种奇妙的“武器”,橡树林才战胜了舞毒蛾!

无独有偶,在阿拉斯加也曾发生过类似的趣事。1970年,阿拉斯加原始森林中的野兔繁殖非常迅速,它们啃食植物嫩芽,破坏树木根系,严重威胁森林的生存。为了保护森林,人们想方设法围捕野兔,可是收效甚微。眼看大量森林即将遭到毁灭,就在这时,野兔突然集体生起病来,猛拉肚子,大量病死,几个月之内,野兔的数量急剧减少,最后在森林中消失了。野兔怎么会突然消失了呢?科学家发现,森林中所有被野兔咬过的树木,在其新长出的芽叶中都会产生一种有毒萜烯。正是这种化学物质使得野兔生病、死亡,最终离开了森林。

长颈鹿和驼刺合欢之间的拉锯战

数百万年前,由于大群的羚羊、角马、斑马吃光了南非草原上所有的草,忍让的长颈鹿只好向“高层次”发展,它们长出长长的脖子,身高达到5.8米,可以吃到驼刺合欢树冠上的叶子。驼刺合欢最初的防御措施是:在叶子间长出5厘米长像钢针一般坚硬的刺来,这些刺实际上是变态叶。

长颈鹿采取了两种措施来对付那种刺。第一,长颈鹿的舌头、喉咙、食道和胃壁都长了厚厚的皮制“铠甲”,就算吃下去几千克图钉,它们也不会受重伤。第二,长颈鹿吃叶子的时候,从不会垂直对着树枝下嘴,而是活动下颌从侧面捋着吃。这样它们只接触刺的侧面,而不会碰到刺的尖。此外,长颈鹿的舌头长而且窄,舌尖可以灵巧地卷住薄薄的叶子,并把刺从叶子之间挑出来。

可是驼刺合欢又有应付的办法:一旦一只长颈鹿开始在一棵树上吃叶子,10分钟之内,这棵树就开始在它的叶子里生产一种毒素,量大时可以致动物于死命。南非动物学家乌特尔·霍文发现,这种毒素就是被化学家称为单宁酸的鞣酸,如果动物把它随着叶子一道吃下去,就会有越来越强烈的恶心感觉,于是就停下不吃了。只要停得及时,毒素便不会导致太糟的后果。

当旱季到来,饥饿的大群羚羊争先恐后啃吃驼刺合欢的叶子,然后痛苦万状地死去时,在草原上自由行动的长颈鹿很久以前就已想出了对策。它们在一棵驼刺合欢上啃叶子的时间从来不会超过5-10分钟,一旦品尝出毒素的苦味,它们就踱向下一棵树了。然而,驼刺合欢却采用了一种令人难以置信的方法,决心毁了长颈鹿的美餐。原来,正在被长颈鹿啃吃的树不仅放出毒素保护自己,同时还释放出一种警告气味,向附近的驼刺合欢发出信号:“注意!敌人来了!快救你们自己吧,现在就开始放毒!”借着风的帮助,50米内的其他树都收到了警报,便立即开始行动——在5-10分钟内释放毒素。当长颈鹿走到它们那里去吃的时候,甚至1分钟不到就得草草收场。没吃饱的长颈鹿只好再往前走,而树保住了它们的外衣。

尽管驼刺合欢似有“心灵感应”的本事,可是长颈鹿也很狡猾,它一发觉嘴里的叶子开始变苦了,就不随意去找另一棵树,而是过着风去找一棵还没有收到警报的树。若是没有风,它就会跑上至少50米,也就是跑出气味警报的范围以外才又开始啃叶子。

另一种合欢对付长颈鹿则有一个绝招:它的每一根刺都从一个小红萝卜那么大的球体里伸出来,假花散发出的浓郁蜜香招引了蚂蚁。蚂蚁发现那个空球体很适合居住,于是筑巢留了下来。这样它们就成了树的“贴身保镖”,能阻止各种吃叶子的动物。而长颈鹿对蚂蚁的惧怕远远超过对刺的惧怕,避之惟恐不及。现在,这种奇特的“蚂蚁合欢”在塞伦盖蒂草原上的数量大大增加,植物就是这样极其巧妙地保护自己不被啃得光秃秃。现在看来,大自然预先采取了措施,既不让合欢被长颈鹿吃秃了,也不让长颈鹿饿死,没有一种树木和草会被消灭光,也没有一种动物被剥夺了生存的权利。动物和植物之间就像是订立了一项“和平协议”。

植物对付动物的种种绝招

合欢能做到的,别的植物其实也能做到。为什么咖啡树的果实里含有咖啡因,茶树叶子里含有茶碱,烟草叶里含有尼古丁晓?它们是为了让人悠闲地享用的吗?恐怕不是这样。这些对我们有提神或镇定作用的物质其实都是毒素,是真正的“杀虫剂”,是这些植物用来杀死那些要吃它们的果实或叶子的昆虫及其他动物的。生物学家给蝴蝶幼虫和蚊子幼虫施了小剂量的咖啡因,它们就不再吃东西了,像触了电似的到处乱爬,生长也停止了。如果施用大剂量,它们会在24小时内死掉。而喷过咖啡因的番茄,也再没有什么啃叶子的昆虫会碰了。

沙漠中的仙人掌,它们的叶退化成刺,浑身的刺好像一个大荫棚,而且那些刺密密麻麻,让人难以接近。在沙漠里绿色植物十分稀少,仙人掌如果没有这些扎人的刺,很容易就成了沙漠中食草动物的一顿美餐。含羞草稍被触摸,就会自然地收缩起来。科学家观察发现,含羞草的这种特性,其实也是一种特殊的自我保护方法。含羞草的害羞特性,不仅能避开狂风暴雨的袭击,据说还能防止动物的伤害呢。因为动物稍稍碰它一下,、它马上就会合拢叶片,这习惯性的动作准会让垂涎它的动物大吃一惊,继而逃之夭夭。

凡到我国东部和西南山区旅行考察的人,都要特别留心一种带刺的树木,它的树干上、枝条上,甚至叶柄上都长满了大大小小的棘刺。野兽不敢靠近它,鸟儿根本无法在上面立脚,因此它又有“鹊不踏”的别名。看来树上的这些尖刺,对防止动物的不法侵害非常管用。欧洲阿尔卑斯山上的落叶松也十分有趣,幼时的嫩芽被羊吃掉后,它就在原来的地方长出一簇刺针。于是,新芽就在刺针的严密保护下安然成长起来,一直长到羊吃不着它时,才抽出平常的枝条。

有的植物为了使自己免受灭顶之灾,就分泌出某些化学物质来对付动物。比如昆虫在吃了植物的茎叶以后,就会消化分解植物体内的多糖。昆虫的胃里有糖苷酶,它能促使多糖水解而变成单糖,在昆虫体内产生能量维持生命。有些植物根据这一情况,制造出一类带羟基的吡咯烷化合物,其化学结构跟果糖非常相似,能成功地欺骗糖苷酶,使它把这种化合物当做果糖结合。但一结合就再也掉不下来了,这样就破坏了糖苷酶的催化水解反应。昆虫吃下去后,纤维素不能消化,也就不能变为单糖。结果昆虫在吃了植物后就感觉不到甜味,因而胃口大伤,不再贪吃。植物就这样想尽办法来使昆虫厌食。

南美洲的一种野生马铃薯对付昆虫更有绝招。它的叶子上长着两种纤毛,如果蚜虫碰弯了其中一种,它就会分泌出一种胶来把蚜虫粘住;如果另外一种纤毛折了,则会有一种气体散发出来。奇妙的是,这种气体竟和蚜虫在遭到瓢虫、草岭幼虫进攻时发出的警告气味一样,蚜虫就会以为是别的同类在发警报:“注意!有敌人在靠近!”于是,其他的蚜虫赶紧逃跑,叶子得救了。在美国,如果玉米地遭到螟蛾的侵害,玉米会发出求救信号,这是一种气味,它会引来姬蜂,而姬蜂则会杀死螟蛾。显而易见,这种植物竟会招引自己的“侍卫’!

植物的自卫手段,有时还有很大的杀伤力。中美洲有一种博尔塞拉树;不仅动物怕它,连人都怕它。若是羊、牛或人捋它的叶子,周围15厘米范围内的叶子就会向它(他)们劈头盖脸地浇下一种具有腐蚀性的液体,简直是一种“液体大炮”,令动物心惊胆战。

非洲有一种叫马尔台尼亚的草,它的果实两端像山羊角般尖锐,生满针刺,形状相当可怕,有人因此称它为“恶魔角”。“恶魔角”不仅形象狰狞,而且威力无比,竟能杀死企图吞食它们的大型野兽鹿和狮子。这种果实成熟后落入草中,当鹿来吃草时,果实就会插入鹿的鼻孔,于是鹿疼痛难忍,竟至发狂而死。“恶魔角”有时长在狮子出没的地方,狮子活动时会被它蜇痛。当狮子发怒一口把它吞下时,“恶魔角”上的尖刺就会像铁锚一样牢牢定格在狮子的食道里。威风凛凛的狮子此时什么东西也不好吃了,只等着活活饿死。“恶魔角”如此厉害,其实只是为了防止自己的果实被动物糟蹋,保证马尔台尼亚草可以传宗接代。

植物究竟能不能自卫

众所周知,动物在受到攻击时会进行自卫。那么,植物在受到昆虫和野兽侵袭时能不能进行自卫呢?为了回答这个问题,英国植物学家厄金·豪克伊亚对白桦树林进行了大量观察研究。他发现,白桦树在被昆虫咬伤后,树叶中所含的酚会增加,这样树叶对昆虫的营养价值就降低了。通常酚类在叶子遭到昆虫咬食后的几小时至几天内生成,它能抑制昆虫的进攻。不过这种酚的形成是暂时的,一旦昆虫的威胁解除,叶子中的酚也会减少。如果白桦树经常受到昆虫侵袭,树叶中就会产生一种长期抵抗昆虫的化学物质。有的科学家在枫树、柳树等植物叶子中,也发现了树内醛、树脂等抵抗害虫的化学物质。

一些植物学家据此相信,植物是有自卫能力的,它们在遭到昆虫或其他动物侵害时,能像动物一样迅速作出自卫反应——通过体内的化学变化产生出抵抗害虫的物质。但是,也有一些植物学家不同意植物能够自卫的说法,认为自卫是有目的的反应,植物没有神经系统,没有意识,怎么能进行自卫呢?尽管人们发现了一些能产生抵抗物质的植物,但是种类并不多,还有许多植物并不表现出所谓的“自卫”能力。人们困惑不解的是,植物既无感觉神经又无意识,它们是怎么感知昆虫的侵袭,又是如何调整体内化学反应去合成一些使害虫望而生畏的化学物质?它们又是怎样散发和接受化学“警报”,协调集体抵抗动物的行为的?现在看来,只有弄清楚这些植物的生理学机理,才能最终解开植物和动物之间的“战争”之谜。

许多人都知道,老鹰是鸟类中最强壮的种族。但很少有人了解其中的原因。据动物学家研究,这与老鹰的喂食习惯有关,一只老鹰一次生下四、五只小鹰,由于它们的巢穴很高,捕回来的食物一次只能喂食一只小鹰。而老鹰喂食的方式并不是依照平等的原则,而是哪一只小鹰抢得凶就给谁吃,在此情况下,瘦弱的小鹰抢不到食物,就死了,最强壮的就存活下来,代代相传,因此老鹰一族也愈来愈强壮了。

动物的这种择食手段,生动地折射了动物最原始的竞争本能,也淋漓尽致地展示了“竞争求生存”的深刻含义。

不只是动物如此,植物也有竞争的习性。

据植物学中的记载,在热带雨林中,植物竞争地盘的行为是无所不用其极,树枝与藤蔓的蔓延,根的伸展与缠绕,都是成群成群的盘聚,而不同群簇的植物就会因被包围孤立而枯萎。最惊人的还是种子,每到夏日宁静的午后,如果细心的话偶尔都会听到种子爆裂的声音,有的种子靠自己弹射的力量,可以射数米之远,有的种子靠风力,可以翻山越岭,目的都是竞争别的地盘。

观察一下许多城市中种植的雪松,这种植物以其树冠为投影面,下方的土壤中是长不出任何植物的,因为雪松的树冠下太阳照射不到,降雨被茂密的树冠截走,同时落下的松针形成很厚的缺氧层,在这样缺水缺氧缺少阳光的地方,其它植物根本无法存活,于是这样雪松就能不断扩大自己的地盘而成为该地区的优势物种。这就是雪松的生存竞争方法,也是很容易就能观察到的植物竞争的例子。

植物之间是存在竞争的,而且广泛存在

主要表现在:对养分的争夺(水,矿物,空气等)

对能源的争夺(阳光...)

对空间的争夺(地上枝叶空间,地下根的空间等)

总的来说植物为了其生存要获得不同的生存条件,为了最大限度的满足自身需要就会不断的加大索取力度,当两个或者多个植物所要求的资源,空间等发生重叠时(地位级相同)就发生竞争,采取方式多样如:个体长得较大把别的树种压在下面影响它获得,根扎得较深,缠绕着植物长最终把被缠绕植物“勒“死等

任何生物之间都存在着竞争,植物之间也存在着竞争,只不过植物之间的竞争不那么明显,不存在着血腥。

植物之间的竞争有:

1、如果我们把一颗小植物放在阳台上,我们会发现枝叶会向外弯,这是植物争夺阳光的结果。

2、一颗植物种在土中,如果在左侧浇水的话,那么她的根会向左弯,这是根在土中争夺水份的结果。

此外植物之间还会争夺化肥、氧气等。

竞争无处不在!

附生现象的作用在热带雨林中,植物生长茂密,由于植物之间争夺阳光的竞争比较激烈,附生的植物就更容易获取来之不易的光源。附生植物在形态和生理上,已形成非常适应的特性,

在赤道边上的热带雨林里,植物长得又高又绿又稠密,那里有丰富的雨水和养料,使得世界上大多数植物选择在那里落户。

不过为了争夺空间和阳光,植物除了努力往高长之外,还要互相竞争,像寄生植物和藤本植物往往会吸光高大树木的养分或缠死它,而高大树木的树完遮天闭日,阻挡阳光射入,一些矮小的植株会因此而干枯。热带雨林是一个竞争激烈的残酷之地。

在热带雨林中,植物之间也存在着你死我活的残酷斗争方式。植物学家称之为绞杀。这些与别的植物争生存权的绞杀植物,多为榕属植物。它们的种子,通过鸟类或风雨的力量落到其他植物的枝干上,遇上适宜的环境条件,便会生根长大,形成气生根,缠绕在寄主茎干上,或一直垂吊下来,扎进土壤里,与被绞杀的植物争夺养料、水分和阳光。当气生根增加到一定程度,就会把那株处于劣势地位的树木包围起来,紧箍不放,直至死亡。

有一种叫“卡脖子无花果树”的雨林植物,它的种子落在某些大树的树枝上,长长的树根顺着树干垂落下来钻入土中,当它的力量壮大的时候,它会将大树缠死,只留下一个树的空壳。

早期的欧洲植物学家和旅行家常被热带雨林中树上长树的奇异现象所困惑。从枝叶上任何细心的人都能分辨是两种不同植物,但它们的茎秆则彼此缠杂融合在一起,或者一种植物的茎秆套包住另一种植物的茎秆。逐渐地,人们注意到,被缠绕包在内部的树木最终将枯死,而包它的植物则将发展成大树。人们把包缠者称绞杀植物,而把被包缠者叫寄主植物。

绞杀植物大多是一些被叫做榕树的植物,它们的果实是动物的主食,它们的种子很微小。当动物把榕树的种子携带到树木的枝丫或树皮裂隙上后,这些种子便会萌发。幼小的榕树能产生不定根,行为就像附生植物一样。随着榕树的不断长大,它的不定根逐渐将寄主树木包住,借助寄主树来支撑自己躯体。当这些榕树逐渐长成为大树时,它们的根和茎已整个地包住寄主树,寄主树最终由于太负重和营养亏缺而枯死,而这些绞杀榕树最后也变成独立的大树。

在阴湿的热带雨林下,不时可见一些没有叶子而形态奇异的花朵骤然由土中冒出,有的小如绿豆(无叶兰),有的硕大无比, 直径可达到1米,是世界上最大的花(大花草)。这些花朵寄生在其他植物根上,平常看不见,只是开花时才冒出土壤的植物,叫根寄生植物。大花草是热带雨林特有的一类根寄生植物,它的花非常巨大,颜色猩红,花瓣肉质,发出浓烈的腐臭味,犹如一堆臭肉,吸引苍蝇为它传粉。

植物在长期生存竞争中,逐渐形成了各式各样的防御敌人的“武器”。

毒素是植物最有效的防御武器。当植物被摸碰或被吃掉时,这种毒素便发挥作用了。有趣的是,植物毒素大部分集中在最易受袭击的部位,如植物的果实和花。

富含汁液的植物多半有毒,如箭毒木的乳汁含有强心苷,合欢含有氰化物,除虫菊内含有除虫菊素等。 特异气味是植物的又一武器。药用昆尾草和百里香的气味,使动物闻而生厌,更引不起食欲。

还有些植物,如胡椒、芥菜和辣椒的叶子,并没有很难闻的气味,它们的果实和种子也无毒,但含有各种不可口的或刺激性的物质,也使动物避而远之。

植物对病害的抵抗力是相当强的,它们受伤后,伤口会很快愈合;侵入的微生物也会被杀死。而且整株植物外面被角质层保护着,顶盔穿甲,绝大多数病菌都不能透过这种角质层。许多植物还会产生抑制微生物生长的物质,如亚麻根分泌物中含有氰化物,燕毒叶中含有毒的糖苷。同时,当细菌侵入植物体内时,植物会产生特殊的能杀死病原微生物的物质——植物保护素。

人们已经发现多种植物保护素,如四季豆产生的菜豆素,豌豆产生的豌豆素。 不少植物披针带刺,保护自已。洋槐和仙人掌身上都有由叶子变态而来的叶刺,板栗的刺长在种子外面的种苞上,动物根本不敢吃。

某些植物把针和毒两组防御武器结合起来,从而产生更有效的保护作用。螫人荨麻就是这种植物。栓皮栎和软木栎的树皮上都有一层厚厚的木栓层,它们的叶子也是又厚又硬,害虫极难攻入。

一些植物还会酷似另一种植物或物体而保存自已。死荨麻的外表和螫人荨麻相差无几,虽无螫人的本领,但 藤本类:茎细弱不能直立,需借助吸盘、吸附根、卷须、蔓条及干茎本身的缠绕性而攀附他物向上生长之蔓性树。如紫藤、木香、凌霄、五叶地锦、爬山虎、金银花等。

竹类:属禾本科竹亚科,根据地下茎和地面生长情况又可分为三类。单轴散生型,如毛竹、紫竹、斑竹等;合轴丛生型,如凤尾竹、佛胜竹等;复轴混生型,如茶秆竹、苦竹、箬竹等。它以假乱真的外表足以使动物或人望而生畏。

如果让你用某个字眼来描述植物,你肯定不会用“聪明”来形容它们。如果有人说你像植物一样有远见,你肯定认为是在讽刺你。但是有些科学家却认为,植物的“智商”可能被过于低估了,它们不仅能够计算,有远见,而且记得曾经历的事情。

有植物学家称,植物能够预测将来会出现的问题,并决定如何避免这些问题。我们知道,正在生长的植物嫩芽能够感知周围植被。绿叶吸收红光而反射红外线,植物可以识别从红光到红外线的光度变化,而这种变化又可以反映附近的绿色植被情况。植物可以预测这种情况将会产生的后果,认真筹划将来最可能在哪里遇到竞争和遮挡,并采取必要的预防措施或者进攻手段。除了与其他植物“勾心斗角”外,植物和食草动物之间也存在激烈的战争,并非“人为刀俎,我为鱼肉”的被动受害者。

与“外家”争夺资源

在植物界,普遍存在“非亲不认”的观念。科学家发现,植物与其他不同种的植物遭遇时,相互间的竞争往往更激烈。当植物发现周围的“邻居”与它们没有共同遗传体系时,便会投入更多精力,发展壮大自己——加快促进根部生长,与“外家”的暗中争夺地下资源。这个现象让科学家感到好奇:这些植物是靠什么来辨认亲戚的呢?

有科学家认为,每个植物家族特有的蛋白质或化学信号,可能被分泌在周围土壤中,并被其他植物的根系发现。也就是说,植物可能有一套感知同种类植物蛋白质或化学信号的体系,如果它的根与其他植物的根系紧密地靠在一起,它就会分辨出对方是否与自己是同一种类。当然,植物的这种认亲方式还需要进一步的确认。

向竞争对手“投毒”

对于强有力的竞争对手,植物会使用“恶毒”的手段,将对手排挤走,甚至杀死对手。

在俄罗斯境内,有一种高大的欧洲云杉,喜暖,与其共同生活在乌拉尔地区还有另外一种云杉,叫做西伯利亚云杉,这种云杉矮小,耐寒。但是,欧洲云杉对西伯利亚云杉没有采取包容的策略,而是悄悄夺取后者的养分,让对手“断炊”,这样,千年过去后,西伯利亚云杉就被欧洲云杉赶出了自己的领地,被迫向寒冷的乌拉尔山脉高处撤退。

有的植物做事更绝,向竞争对手暗中“投毒”,非得要了对方的性命不可。在美国西南部的平原上,生长着一种山艾树,它十分霸道,在它生长的地盘上,从不允许任何植物生存,连一根杂草也不放过。在这些地方,放眼望去,除了山艾树和它的表亲“肉叶刺茎藜”,再没有别的植物。

植物学家研究发现,山艾树对付竞争对手是靠分泌出一种有毒物质,给生长在它的势力范围之内的其他植物“投毒”,这样就达到了独霸一方的目的。

主动寻求“益友”

植物把根伸入地下,吸收养分和水分。为了能够更加茁壮地成长,有些植物还会从事一些“社交活动”。如地下有许多细菌都来想占它们的便宜,但并不会给它们带来什么好处,对于这种没有什么用的朋友,植物就会大门紧闭,拒之于千里之外;但对于对自己发展有益的细菌朋友,它们不但会四门大开,热情拥抱,还会主动前去巴结呢。

如豆科植物就会主动巴结对自己生长有益的根瘤菌。科学家发现,根瘤菌是生长在豆科植物根部的像瘤子一样的菌块,与豆科植物共生。它能吸收并固定大气中的氮,以此给植物提供肥料,同时吸收植物中的碳水化合物作为自身的营养。但周围的细菌千千万,豆科植物又如何巴结它们呢?科学家通过实验发现,根瘤菌含有一种名为“Nod因子”的信号分子,让豆科植物非常着迷,它们的根部只要遇到这种分子,马上会主动上前巴结,与其结为“盟友”,从而为其所用。

科学家正在研究,希望尽快让谷类作物也能借鉴这种“巴结术”

比“邻居”长得更快

高脚棕榈树的茎长在支持根上,举出地面。当周围植物妨碍采光和吸收养料时,它会采取非常明显的规避行为——它向有阳光的一侧长出新的支持根,阴影中的根系则渐渐凋萎,整株植物就移到了阳光充足的地带。

植物学家发现,植物一旦“发现”附近生长着其他植物,便生长得比它们的“邻居”更快,或者它们形成一种折中的生长模式,来对付相互冲突的各种信号。这时候,它们看上去就像聪明、复杂的决策者。

有植物学家认为,这种现象只是由遗传密码决定的机械反应。也有科学家认为,很多植物表现出的行为适应性,远远超出了反射或受遗传密码控制的程度。植物的根可以根据土壤中矿物质和水分的梯度分布而生长,但它们并不总是采取这种简单模式。

科学家研究了一种名为活血丹的匍匐草本植物的“觅食”行为。如果扎根在肥沃土壤中,它们就生出更多的枝、芽和叶,也会更快地形成团状的根,以充分吸收养分。然而,如果扎根在贫瘠土壤中,它们伸展得更快、更广,就好像正在逃离此地一样,同时根状茎变细,分枝形成变少。这意味着新芽距离母体植株更远,正在积极寻找新的肥沃土壤。实验还表明,活血丹的同系植物可以感觉到竞争者根系的存在,即使周围还有充足的养料,它们也会转向其它地区发展。

“培训”蚂蚁当保镖

蚂蚁为植物赶走害虫,植物用蜜汁作为酬谢,这是自然界常见的情景。科学家发现,这种互惠关系的实质可能并不是看起来那么简单。他们发现,蚂蚁喝下蜜汁后,会对动物蛋白产生渴望,从而变成贪婪的昆虫猎食者。也就是说,植物“培训”蚂蚁充当自己的保镖,而不仅仅是用报酬来“雇用”他们。

亚利桑那州的沙漠中生活着一种仙人掌,它的蜜汁能吸引4种蚂蚁。科学家在仙人掌下面放上肉和糖为诱饵,观察蚂蚁的活动,同时在附近不产生蜜汁的植物下面也放上诱饵。结果发现,仙人掌附近的蚂蚁更喜欢吃肉,不管是哪一种蚂蚁。

研究人员将实验室里培养的毛虫放在仙人掌上。结果,攻击毛虫最凶的蚂蚁正是那些对肉表现出最强烈兴趣的蚂蚁。随后,研究人员结合蚂蚁的数目和攻击毛虫的凶猛程度,来衡量一棵植物上的蚂蚁对昆虫的威胁性。结果发现,这棵植物上的“蚂蚁军团”威力越强,植食性昆虫就越少,植物的蜜汁使蚂蚁变成了能力更强的“保镖”。

植物的学习与记忆

有人说:世上没有两片相同的叶子。的确,每株植物都是一个个体,没有两粒种子会长成完全相同的植株,即使它们具有相同基因,或生长在看上去完全相同的环境里。植物能对15种以上的感官信号作出反应,比如光、化学物质、水、重力、土壤质地、损害等,并对这些信号加以综合和比较,从而调整自己的生长状态。

科学家发现,植物的信号系统和动物的神经系统非常相似。植物利用细胞膜之间的电压变化把电子信号从一个细胞传递到另一个细胞,类似于我们神经中传递的行为电压。正如我们有痛觉神经一样,这些电压可以报告植物哪个部分受到了伤害。在植物细胞内外,传递信息的化学物质有很多和人类脑细胞内外负责加工信息的物质完全相同。

植物和动物进行学习和记忆的分子基础也是相似的。当动物受到重复威胁——例如某种使它们吃了就生病的食物或者它们不断碰触的电网,它们学会更迅速地避开时,电子信号的速度和强度都会在几分钟内提高。如果威胁一直持续,这种强化的警醒将导致基因编码和蛋白质结构永久改变,在细胞间建立更多通道和连接。

植物如果感觉到缺水,那么,与动物类似的信号细胞会命令植物建立更多感觉渠道,关闭气孔,并采取其他控制细胞内水分流失的措施。长期如此,植物的基因表现形式和蛋白质合成率就会改变,细胞壁变厚,叶子变小。最终,这种植物将长出更多的根,而芽和叶将减少。

植物的一生中,经常会受到动物的伤害,因为所有的动物都直接或间接以植物为食,植物因此采取各种办法来进行自我保护。很多植物并不是干等着食草动物来吃它们的叶子,它们会反击,而且用的是致命武器。“道高一尺,魔高一丈”,那些素食的动物又“发明”出与之对抗的武器,而那些植物又会进一步采取防御措施……于是,人们在动物和植物之间发现了极富戏剧性的一幕。

植物战胜了动物

1981年,一种叫舞毒蛾的森林害虫在美国东北部的橡树林大肆蔓延,把4平方千米的橡树叶子啃食精光,橡树林受到了严重危害。可是到了1982年,当地的舞毒蛾突然销声匿迹,而橡树林则郁郁葱葱,生机盎然。这使森林学家们感到非常奇怪,因为舞毒蛾是一种极难扑灭的森林害虫,大面积的虫害更难防治,舞毒蛾怎么会自行消失的呢?通过分析橡树叶子的化学成分,科学家发现了一个惊人的秘密:在遭到舞毒蛾咬食之前,橡树叶子中的单宁酸并不多;但在咬食之后,叶子中的单宁酸大量增加。单宁酸跟舞毒蛾体内的蛋白质结合后,使得叶子难以消化。而吃了含有大量单宁酸的橡树叶子,舞毒蛾自然变得食欲不振,行动呆滞,很不舒服,结果不是病死,就是被鸟类吃掉。正是依靠单宁酸这种奇妙的“武器”,橡树林才战胜了舞毒蛾!

无独有偶,在阿拉斯加也曾发生过类似的趣事。1970年,阿拉斯加原始森林中的野兔繁殖非常迅速,它们啃食植物嫩芽,破坏树木根系,严重威胁森林的生存。为了保护森林,人们想方设法围捕野兔,可是收效甚微。眼看大量森林即将遭到毁灭,就在这时,野兔突然集体生起病来,猛拉肚子,大量病死,几个月之内,野兔的数量急剧减少,最后在森林中消失了。野兔怎么会突然消失了呢?科学家发现,森林中所有被野兔咬过的树木,在其新长出的芽叶中都会产生一种有毒萜烯。正是这种化学物质使得野兔生病、死亡,最终离开了森林。

长颈鹿和驼刺合欢之间的拉锯战

数百万年前,由于大群的羚羊、角马、斑马吃光了南非草原上所有的草,忍让的长颈鹿只好向“高层次”发展,它们长出长长的脖子,身高达到5.8米,可以吃到驼刺合欢树冠上的叶子。驼刺合欢最初的防御措施是:在叶子间长出5厘米长像钢针一般坚硬的刺来,这些刺实际上是变态叶。

长颈鹿采取了两种措施来对付那种刺。第一,长颈鹿的舌头、喉咙、食道和胃壁都长了厚厚的皮制“铠甲”,就算吃下去几千克图钉,它们也不会受重伤。第二,长颈鹿吃叶子的时候,从不会垂直对着树枝下嘴,而是活动下颌从侧面捋着吃。这样它们只接触刺的侧面,而不会碰到刺的尖。此外,长颈鹿的舌头长而且窄,舌尖可以灵巧地卷住薄薄的叶子,并把刺从叶子之间挑出来。

可是驼刺合欢又有应付的办法:一旦一只长颈鹿开始在一棵树上吃叶子,10分钟之内,这棵树就开始在它的叶子里生产一种毒素,量大时可以致动物于死命。南非动物学家乌特尔·霍文发现,这种毒素就是被化学家称为单宁酸的鞣酸,如果动物把它随着叶子一道吃下去,就会有越来越强烈的恶心感觉,于是就停下不吃了。只要停得及时,毒素便不会导致太糟的后果。

当旱季到来,饥饿的大群羚羊争先恐后啃吃驼刺合欢的叶子,然后痛苦万状地死去时,在草原上自由行动的长颈鹿很久以前就已想出了对策。它们在一棵驼刺合欢上啃叶子的时间从来不会超过5-10分钟,一旦品尝出毒素的苦味,它们就踱向下一棵树了。然而,驼刺合欢却采用了一种令人难以置信的方法,决心毁了长颈鹿的美餐。原来,正在被长颈鹿啃吃的树不仅放出毒素保护自己,同时还释放出一种警告气味,向附近的驼刺合欢发出信号:“注意!敌人来了!快救你们自己吧,现在就开始放毒!”借着风的帮助,50米内的其他树都收到了警报,便立即开始行动——在5-10分钟内释放毒素。当长颈鹿走到它们那里去吃的时候,甚至1分钟不到就得草草收场。没吃饱的长颈鹿只好再往前走,而树保住了它们的外衣。

尽管驼刺合欢似有“心灵感应”的本事,可是长颈鹿也很狡猾,它一发觉嘴里的叶子开始变苦了,就不随意去找另一棵树,而是过着风去找一棵还没有收到警报的树。若是没有风,它就会跑上至少50米,也就是跑出气味警报的范围以外才又开始啃叶子。

另一种合欢对付长颈鹿则有一个绝招:它的每一根刺都从一个小红萝卜那么大的球体里伸出来,假花散发出的浓郁蜜香招引了蚂蚁。蚂蚁发现那个空球体很适合居住,于是筑巢留了下来。这样它们就成了树的“贴身保镖”,能阻止各种吃叶子的动物。而长颈鹿对蚂蚁的惧怕远远超过对刺的惧怕,避之惟恐不及。现在,这种奇特的“蚂蚁合欢”在塞伦盖蒂草原上的数量大大增加,植物就是这样极其巧妙地保护自己不被啃得光秃秃。现在看来,大自然预先采取了措施,既不让合欢被长颈鹿吃秃了,也不让长颈鹿饿死,没有一种树木和草会被消灭光,也没有一种动物被剥夺了生存的权利。动物和植物之间就像是订立了一项“和平协议”。

植物对付动物的种种绝招

合欢能做到的,别的植物其实也能做到。为什么咖啡树的果实里含有咖啡因,茶树叶子里含有茶碱,烟草叶里含有尼古丁晓?它们是为了让人悠闲地享用的吗?恐怕不是这样。这些对我们有提神或镇定作用的物质其实都是毒素,是真正的“杀虫剂”,是这些植物用来杀死那些要吃它们的果实或叶子的昆虫及其他动物的。生物学家给蝴蝶幼虫和蚊子幼虫施了小剂量的咖啡因,它们就不再吃东西了,像触了电似的到处乱爬,生长也停止了。如果施用大剂量,它们会在24小时内死掉。而喷过咖啡因的番茄,也再没有什么啃叶子的昆虫会碰了。

沙漠中的仙人掌,它们的叶退化成刺,浑身的刺好像一个大荫棚,而且那些刺密密麻麻,让人难以接近。在沙漠里绿色植物十分稀少,仙人掌如果没有这些扎人的刺,很容易就成了沙漠中食草动物的一顿美餐。含羞草稍被触摸,就会自然地收缩起来。科学家观察发现,含羞草的这种特性,其实也是一种特殊的自我保护方法。含羞草的害羞特性,不仅能避开狂风暴雨的袭击,据说还能防止动物的伤害呢。因为动物稍稍碰它一下,、它马上就会合拢叶片,这习惯性的动作准会让垂涎它的动物大吃一惊,继而逃之夭夭。

凡到我国东部和西南山区旅行考察的人,都要特别留心一种带刺的树木,它的树干上、枝条上,甚至叶柄上都长满了大大小小的棘刺。野兽不敢靠近它,鸟儿根本无法在上面立脚,因此它又有“鹊不踏”的别名。看来树上的这些尖刺,对防止动物的不法侵害非常管用。欧洲阿尔卑斯山上的落叶松也十分有趣,幼时的嫩芽被羊吃掉后,它就在原来的地方长出一簇刺针。于是,新芽就在刺针的严密保护下安然成长起来,一直长到羊吃不着它时,才抽出平常的枝条。

有的植物为了使自己免受灭顶之灾,就分泌出某些化学物质来对付动物。比如昆虫在吃了植物的茎叶以后,就会消化分解植物体内的多糖。昆虫的胃里有糖苷酶,它能促使多糖水解而变成单糖,在昆虫体内产生能量维持生命。有些植物根据这一情况,制造出一类带羟基的吡咯烷化合物,其化学结构跟果糖非常相似,能成功地欺骗糖苷酶,使它把这种化合物当做果糖结合。但一结合就再也掉不下来了,这样就破坏了糖苷酶的催化水解反应。昆虫吃下去后,纤维素不能消化,也就不能变为单糖。结果昆虫在吃了植物后就感觉不到甜味,因而胃口大伤,不再贪吃。植物就这样想尽办法来使昆虫厌食。

南美洲的一种野生马铃薯对付昆虫更有绝招。它的叶子上长着两种纤毛,如果蚜虫碰弯了其中一种,它就会分泌出一种胶来把蚜虫粘住;如果另外一种纤毛折了,则会有一种气体散发出来。奇妙的是,这种气体竟和蚜虫在遭到瓢虫、草岭幼虫进攻时发出的警告气味一样,蚜虫就会以为是别的同类在发警报:“注意!有敌人在靠近!”于是,其他的蚜虫赶紧逃跑,叶子得救了。在美国,如果玉米地遭到螟蛾的侵害,玉米会发出求救信号,这是一种气味,它会引来姬蜂,而姬蜂则会杀死螟蛾。显而易见,这种植物竟会招引自己的“侍卫’!

植物的自卫手段,有时还有很大的杀伤力。中美洲有一种博尔塞拉树;不仅动物怕它,连人都怕它。若是羊、牛或人捋它的叶子,周围15厘米范围内的叶子就会向它(他)们劈头盖脸地浇下一种具有腐蚀性的液体,简直是一种“液体大炮”,令动物心惊胆战。

非洲有一种叫马尔台尼亚的草,它的果实两端像山羊角般尖锐,生满针刺,形状相当可怕,有人因此称它为“恶魔角”。“恶魔角”不仅形象狰狞,而且威力无比,竟能杀死企图吞食它们的大型野兽鹿和狮子。这种果实成熟后落入草中,当鹿来吃草时,果实就会插入鹿的鼻孔,于是鹿疼痛难忍,竟至发狂而死。“恶魔角”有时长在狮子出没的地方,狮子活动时会被它蜇痛。当狮子发怒一口把它吞下时,“恶魔角”上的尖刺就会像铁锚一样牢牢定格在狮子的食道里。威风凛凛的狮子此时什么东西也不好吃了,只等着活活饿死。“恶魔角”如此厉害,其实只是为了防止自己的果实被动物糟蹋,保证马尔台尼亚草可以传宗接代。

植物究竟能不能自卫

众所周知,动物在受到攻击时会进行自卫。那么,植物在受到昆虫和野兽侵袭时能不能进行自卫呢?为了回答这个问题,英国植物学家厄金·豪克伊亚对白桦树林进行了大量观察研究。他发现,白桦树在被昆虫咬伤后,树叶中所含的酚会增加,这样树叶对昆虫的营养价值就降低了。通常酚类在叶子遭到昆虫咬食后的几小时至几天内生成,它能抑制昆虫的进攻。不过这种酚的形成是暂时的,一旦昆虫的威胁解除,叶子中的酚也会减少。如果白桦树经常受到昆虫侵袭,树叶中就会产生一种长期抵抗昆虫的化学物质。有的科学家在枫树、柳树等植物叶子中,也发现了树内醛、树脂等抵抗害虫的化学物质。

一些植物学家据此相信,植物是有自卫能力的,它们在遭到昆虫或其他动物侵害时,能像动物一样迅速作出自卫反应——通过体内的化学变化产生出抵抗害虫的物质。但是,也有一些植物学家不同意植物能够自卫的说法,认为自卫是有目的的反应,植物没有神经系统,没有意识,怎么能进行自卫呢?尽管人们发现了一些能产生抵抗物质的植物,但是种类并不多,还有许多植物并不表现出所谓的“自卫”能力。人们困惑不解的是,植物既无感觉神经又无意识,它们是怎么感知昆虫的侵袭,又是如何调整体内化学反应去合成一些使害虫望而生畏的化学物质?它们又是怎样散发和接受化学“警报”,协调集体抵抗动物的行为的?现在看来,只有弄清楚这些植物的生理学机理,才能最终解开植物和动物之间的“战争”之谜。


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