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植物的茎_生物世界面面观

时间:2020-02-09百科知识
植物的茎_生物世界面面观

植物的茎

茎是指支撑叶、花、果等器官生长的植物地上部分。茎的形状是多种多样的。常见的是直立茎,这种茎主干及分枝明显,而且直立向上。但是,在自然界中,有许多种植物因为长期适应各种特殊的生活环境,茎的功能和形态发生了种种变化,改变了原来茎的形式或直立习性。比如牵牛花、茑萝、菟丝子、扁豆和豇豆的茎,本身细长而不能直立,必须缠绕在其他的支持物或植物体上,这叫缠绕茎。草莓、蛇莓、甘薯,它们的茎是匍匐在地面上生长的,在茎的节上再长出叶和不定根,这种茎叫匍匐茎。还有一些茎,像根一样横生在地底下,这种茎就叫做根状茎,如芦苇、藕、草石蚕、姜及中药里有名的黄精、玉竹等植物的茎就是。

更为奇特的要数变态茎了。仙人掌的茎就是一种变态茎。它的茎干扁火狐窝化成叶状,体表内侧的细胞内充满了叶绿体,完全可以起到叶子一样的功能,进行光合作用和蒸腾作用。常见的仙人掌有仙人球、仙人鞭、山影,等等,因为它们的祖先大多生长在干旱的环境里,在长期适应这种恶劣环境的过程中,它们的植物体演变成肥厚多汁的肉质茎,而叶子却退化成针状。在仙人掌生长得较多的墨西哥,有一种名叫强刺球形仙人掌,寿命可以达到五百年以上,直径2~3米,茎可长成重至数千斤的巨球。另一种高大柱形的仙人掌,茎高十余米,虽无常见的绿叶,但那玉柱般的身躯平地拔起,堪称壮观。变态茎的另一些突出的例子是假叶树、竹节蓼、昙花等的叶状茎及土豆和天麻、荸荠和慈菇、洋葱与大蒜、百合等的块茎、球茎和鳞茎。叶状茎,茎变为叶状并可代替叶进行光合作用;而块茎、球茎或鳞茎却变成了块状或者球状,或者鳞片状埋在地下成了贮藏器官,骤看起来,真有点面目全非,一般都不以为那原来是植物的茎,反而往往错把它们当成植物的根。

除了上面所说的一些茎的形态之外,丝兰的茎却别具一番风趣。丝兰生长在美国阿利桑那州,它的茎通常也向上长,但一遇到暴风雨,茎的主干就向下弯,弯入土中的部分则又会长出新根,这样就使直立的丝兰变成了拱门状的弯形茎丝兰。此后,在拱形的茎上又可长出新枝。因此牧马人就常常喜欢把马拴在这种弯成了拱形的茎上。

从上面茎的种种变态来看,尽管茎变化多端,只要我们抓住了茎的几个主要特征,那就是:它有节、有叶(有时退化成鳞片状或针刺状)和腋芽的痕迹这些特点,就不难与无节,无叶、无芽的块根(红薯、大丽菊等)相区别。

植物在生长发育过程中,需要大量的水分和有机营养。有人曾经计算过,植物每形成1千克干物质所消耗的水分:小麦是271~693千克;玉米是239~495千克;向日葵是490~577千克。从这些数字,可以看出茎的运输任务是多么繁重。(www.anred.net.cn)

物质在茎内的运输,基本上沿两条渠道进行。一条是由根把吸进来的水和溶在水里的无机盐,经导管运输到叶、花、果;另一条是由叶把制造出来的有机物质,经筛管送到根等其他器官。

先让我们来看看茎内的导管吧。把一条带有叶子的枝条放到水里切断,并且把它立即插入滴有几滴红墨水的水里,在太阳光下照射几小时以后,火狐窝再把枝条纵向剖开,这时你可以看到,茎火狐窝内有一条条红色的细纹,这些细纹就是植物运水的管子——导管。导管由很多长形细胞连接而成,细胞两端的细胞壁都已消失,好像竹竿把节打通了的情形一样。由于叶子蒸发水分时的拉力,以及水分子本身的内聚力,使水在导管里成为一条连续不断的水柱,从而把叶和根连接起来。这样就使水和溶在水中的无机盐类,能源源不断地沿火狐窝着导管运送到植物的各个部分。

韧皮部里的筛管,是运输有机物质的主要场所。筛管也由很多细胞连接而成。不过,在筛管细胞的连接处,细胞壁未完全打通,而由一层像米筛一样有很多细孔的“筛板”隔着。另外,筛管细胞是活细胞,这与死的导管细胞也是一个明显的区别。

水在导管中运输的速度,最快的每小时约45米,慢的也可以达到每小时5米。在一般草本植物里,由于植株矮小,溶在水中的无机盐被吸入根部以后,大约经过10~20分钟就可以达到叶。而由叶片制造出来的有机物质,在筛管里运行的速度就慢得多,每小时大约为0.7~1.7米。一般农作物,有机物质由叶运到根,大约需要30~60分钟。

这里所说的运输系统是指绿色开花植物而言。至于那些低等的、构造简单的藻类、菌类,有的只由一个或几个细胞组成,它们很容易从所处的环境中直接获得水分和养料,这样就不需要什么专门的运输机构了。

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