在自然界中,植物有一定的生理節(jié)奏。受生物鐘支配的植物生物鐘能夠控制花的開放、香氣、花蜜生產(chǎn)、根液汁液分泌、樹葉的休眠等生物化學(xué)活動。
花序按序開放也許是為了吸引不同時間活動的傳粉者,如白天開花的植物吸 引蜜蜂、蝴蝶和小鳥,夜間開花的植物吸引飛蛾和蝙蝠。遠古時代,我們的祖先就發(fā)現(xiàn)植物能指示時間。同其他生物一樣,植物也會用“生物鐘”調(diào)節(jié)自身的生命活動。它們 具備獨特的時間判斷機制,這是一代又一代在特定環(huán)境中進化形成的。一天中不同時段花兒會有不同的反應(yīng)。因此,假如 您身邊沒有鐘表,花兒能告訴您幾點了。
從前,學(xué)者們以為,一天中不同時段植物的莖和花發(fā)生變化只同外部因素有關(guān),如日升日落、溫度升降、空氣濕度變化 等等。但是,20世紀以來,這個觀點發(fā)生了變化。人們發(fā)現(xiàn),植物借助自身的周期系統(tǒng),可以準確地測量時間。近幾十年的 研究表明,宇宙射線是影響生物的生命活動和內(nèi)部機制的主要因素之一。為了證明這一假設(shè),學(xué)者們在地下深處,能避開宇 宙射線和人類干擾的專門實驗室里栽種植物。實驗結(jié)果表明,沒有太陽光線,植物的“生物鐘”失靈了,而且失去了辨別空 間方向的能力。
植物體內(nèi)早已形成的周期系統(tǒng)不斷穩(wěn)固地代代遺傳,它們的一切生命活動都遵從生物鐘規(guī)律。這種時間規(guī)律在花朵鮮 艷的植物身上體現(xiàn)得尤為明顯:它們的花冠會像鐘表一樣持續(xù)、準確地判斷晝夜時間變化。
許多植物開花和閉合的時間很有規(guī)律,似乎在告訴人們一天的時間。
早晨五六點鐘,第一縷陽光剛剛出現(xiàn),野薔薇、蒲公英、野旋花和紅色野石竹就都“醒來了”。太陽剛剛跳出 地平線,照亮大地,睡蓮伸展開了自己雪白的花冠。正午過后,花朵們變得不再嬌艷,蒲公英、毛茛、野菊苣都合上了花瓣, 那些最早“起床的”花也最早“入睡”。下午三四點大多數(shù)花都開始“睡覺”或準備進入夢鄉(xiāng)。到了黃昏時分,待宵草、 亞馬遜王蓮相繼開放。下午五點睡蓮慢慢合上了花瓣,野薔薇直到太陽落山才“閉上眼睛入睡”。就在太陽落下地平線, 天氣變得涼爽的同時,另外一些植物又活躍起來,紛紛綻開各自的花瓣(主要是白色的花),迎接夜晚的來臨。月亮花在晚 上10時悄悄展開花瓣,夜香仙人掌直到午夜才展露花的芳姿。
植物的周期性是逐漸形成的,它不僅符合晝夜時間變化的節(jié)奏,還能適應(yīng)前來采集花粉的昆蟲的生活規(guī)律。如果植物 上的昆蟲靜止不動,花兒就會合上;當昆蟲們活躍起來時,花兒隨之綻放。傍晚,為了不讓柔嫩的器官受涼,防止夜露的侵 襲,植物都會合上花朵。
大多數(shù)植物是白天開花,然而也有一些花屬于“夜貓子”類型。二葉舌唇蘭只在日落之后才散發(fā)花香。合了一天的大 煙草花也綻放了,釋放出濃郁的香味。黑夜里,昆蟲飛行需要有參照物,白色的花兒和香味正好充當定向物和信號燈。
由于大多數(shù)植物都是在一天中某個特定的時間開花,瑞典著名植物學(xué)家卡爾?利涅利用這一規(guī)律發(fā)明了 “花鐘”。他 按照花兒開合的時間將植物分組。第一個花鐘設(shè)在位于北緯60度左右的瑞典城市威薩爾郊區(qū)。只有在陽光明媚的日子里, 花鐘才能準確指示時間。如果遇到陰天、雨天和濃霧天,花兒或者根本不開花,或者改在別的時間開花。
當然,植物花鐘是否“走”得準,還取決于生長地點、空氣溫度和濕度等條件。但是,無論花鐘走快了或慢了,它們總 是按著自己的時間周期開花。
時鐘花是生長在南美熱帶雨林的常綠藤蔓植物,它的形狀很像時鐘上的文字盤,所以被稱為“時鐘花”。
自古道“花開花落自有時”,在西雙版納熱帶植物園里,你隨處可見一種黃色小花,每到開花季節(jié),每天早晨太陽升起 時,大約九點鐘左右,花朵就綻放,下午太陽落山時,大約六點鐘左右,花朵就閉合,每朵小花每天都是這樣,大約要持續(xù)一星 期左右才凋謝。
這種美麗的黃色小花,就是時鐘花科的草本植物時鐘花。它來自遙遠的南美洲。時鐘花有多個品種,常見的有黃色時 鐘花和白色時鐘花。時鐘花為什么會按時開放?因為它具有生物鐘,生物鐘是長期進化過程中,為適應(yīng)環(huán)境變化而形成的, 也是基因控制的遺傳性狀。其實,植物、動物和人都有生物鐘。
時鐘花的花開花謝非常有規(guī)律。早上開晚上閉,更有意思的是,它的花幾乎同開同謝,奇特無比。有研究表明,時鐘花 的開花規(guī)律與日照、溫度的變化密切相關(guān),同時受內(nèi)在體內(nèi)一種物質(zhì)——時鐘酶的控制。
這種酶調(diào)節(jié)著時鐘花的生理機能并控制著開花時間。日出后,隨著氣溫逐漸升高,酶活躍起來,促進了花朵的開放,當 氣溫上升到一定程度,酶的活躍性又漸漸減弱,花朵也就自然凋謝了。經(jīng)觀察,時鐘花開花所需的溫度在18°C?20°C,凋謝 時溫度在28°C?32°C。晴天常在上午9?11時開放,下午3?4時謝落;陰天午間12時左右開放,下午5~6時謝落;若氣溫較低, 則花朵開放時間常要延遲到下午3時,且只是“迎風戶半開”而已。若逢陰天,花朵會遲至夜間才凋,有時甚至第二天早晨方謝。
我國青海湖畔和新疆瑪納斯草原有種會報時的花。 春夏之際,淡黃色的花固定在清晨8時左右開放,橙紅色的花會在中 午開花,灰色的花則在下午6時開花。瑞典植物學(xué)家林奈曾把不同時間開放的花組成“花鐘”,欲知何時,花開便知。牽牛 花開在早4時左右,薔薇花開在早5時左右,龍葵花開在早6時左右,睡蓮花開在早7時左右,太陽花10時左右開花,萬壽菊下午 3時左右開花。從傍晚5時到晚上9時左右,每隔一小時便會有一種花開放,它們依次是:紫茉莉、煙草花、絲瓜花、夜來香 和曇花。
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