在物种多样性如此丰富的大自然里,生活着许多形形色色的生物。深居海底,藏匿于山野,翱翔在天空,它们的生活方式多种多样,但终究逃不过“生老病死”,种族更替的自然规律。为什么生物不能*生存?人类在探寻长寿之路上发现了自然界植物的生存之道,为什么有些植物可以存活数千年之久?
植物看上去是自然界非常弱势的一个物种,因为它们大多数都没有行走能力,不能依靠逃跑来躲避伤害。只能日复一日,年复一年地扎根土壤,向上生长。但即使它们没有行走能力,也丝毫没有影响到它们的生存问题,反而成为地球上很不可思议的“长寿者”。
长寿现象在植物界非常普遍,据统计,在植物的世界里,能够存活100年以上都是平常而已,很常见的苹果树和梨树的寿命都在200年左右。植物界很长寿的是雪松,银杏,水杉等树木,可以存活几千年。但是在动物世界,都说“千年王八万年鳖”,即使是公认的很为长寿的乌龟类生物,寿命也不过几百年。与植物几千年的寿命相比,根本不值一提。
可能有人会觉得动物咱们能和植物相比呢?毕竟生活方式差异这么大,根本没有可比之处啊。虽然从宏观角度,也就是整体来看,确实没有什么相似的地方,但如果从微观世界,从生命的起源来看,地球上很早出现生命的象征是小分子蛋白质的出现,那么植物和动物体内所含有的各种生命元素和基本物质都是相似的,也就是说,植物和动物的原始祖先是相同的,只不过经历了漫长的进化,变成如今两种截然不同的存在方式。
那么植物如此长寿的原因究竟是什么?
科学家们经过对植物和动物的研究和比较,发现它们的生长速度是大致相同的。但是植物能够在一生中的某个阶段休眠进行休眠:比如冬天停止代谢,春天重新开始生长。而且植物种子的生长也藏着许多秘密,因为科学家们发现,即使是同一棵树上同时掉落的种子,生长速度也并不相同,有的会在第二年就发芽,有的则会在土壤中休眠数年甚至数十年之后才发芽。在不同时期生长遇到的外界环境不同时,它们的寿命也会出现差异。这似乎表明植物可以控制自己的生长,控制自己的寿命。
除此之外,植物与动物繁殖后代的方式也不同。植物的繁殖不需要依靠精子和卵子的结合,而是自身细胞不断分裂产生新的植物,这同时也可以帮助植物永葆青春。只要细胞还在分裂,保持活性,植物就不会死亡。
虽然科学家们发现了植物和动物的许多不同之处,但并没有从根源上发现植物长寿的奥秘。也许就像“野火烧不尽,春风吹又生”,植物为何会拥有如此顽强的生命力,又为何会存活几千年?还需要更多精力投入研究。也许当植物长寿的奥秘被揭开时,人类也能发现延长自身寿命的奥秘吧!
为什么许多动物可以快速奔跑,而大多数植物却“原地不动”?因为植物没有神经系统,一少部分会动(如含羞草等)是由于植物的应激性
植物有义务给动物提供食物吗?如果进化论正确,植物为什么不反抗?
从无性生殖到有性生殖是植物进化的趋势,被子植物是植物的很高层次,果实和种子是被子植物的重要生殖器官。通过果实和种子的繁殖将更加稳定,保证繁殖成功的可能性,更有利于植物世代的存活。繁殖的关键是种子,为什么美味的果实长在种子外面?
为了把种子传播得更远,有利于扩大植物的生存空间。明亮,美味的皮肤吸引动物的注意力,促使他们来寻找食物。这些美味的水果对动物来说是美味的食物,通过吃它们,它们把种子扔掉,实际上帮助植物传播种子。既然外界有这么多危险的天敌,那它们为什么没有演化出攻击性武器,来攻击天敌呢?从生态学的角度看,它是一种共同进化形成的互利的生态关系。
吃人的皮,帮助人们传播种子是合理的!人类也不例外,干果贸易使得这些植物能够在空前的距离上遍布山脉和海洋。这是人类的胜利还是植物的胜利?被子植物进化成果实的过程确实是植物界一个显著的进化标志。可以说,被子植物用果实击败裸子植物,因为被子植物的果实更容易在各种恶劣环境中生存,更容易发芽和生长,甚至由各种动物携带和传播。
著名的山毛榉: 更原始的被子植物。为什么植物会进化出果实?也许他们适应了环境,或者是被环境所选择。但无论如何,果实的出现对生物世界产生了重大影响,不仅被子植物主宰了植物王国,同时脊索动物主宰了世界,而且许多物种的生长,新物种的进化,丰富的自然,可以说是人类文明诞生的基础。简单地说,一切生长都是为了繁殖。动物吃的长果子也利用动物帮助传播种子。
植物不会移动反抗为什么没有被动物吃灭绝?植物的生命力很强,野火烧不尽,春风吹又生,你吃掉了,但是他有种子也可以继续在繁殖,并且生态系统是有平衡的。
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观察动植物得到的启示大自然给人类的启发是多种多样的。大自然的巢穴,天然浑成,质朴无华,然而正是受此启发,人类才发展起了建设科学,建立起了现代化大城市。大自然的河流,看起来不以人的意志为转移,日夜奔腾不息,但它不也是在日夜教导人们如何理解地球的重力、运动的惯性力等许多道理,教会人们如何开发利用大自然的潜能吗?金属,给人类的灵感就更多了,这类看起来很坚硬的东西,被火融化后竟能按照人类的需要变成为人类所用的工具,更重要的是,它让人们明白了各种物质都有熔点,都能进行形态和能态转化。
人类根据鲨鱼做出了飞机,根据蝙蝠做出了雷达.人类根据蜻蜓的翅膀发明了飞机,根据蝙蝠的嘴和耳朵发明雷达,根据鲸鱼的外形发明了轮船,根据青蛙的眼睛发明了“电子蛙眼”.
由令人讨厌的苍蝇,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
从萤火虫到人工冷光;
电鱼与伏特电池;
水母的顺风耳,仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。
人们根据蛙眼的视觉原理,已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样,准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后,雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹,防止以假乱真。
电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场,它能监视飞机的起飞与降落,若发现飞机将要发生碰撞,能及时发出警报。在交通要道,它能指挥车辆的行驶,防止车辆碰撞事故的发生。
根据蝙蝠超声定位器的原理,人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器,盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今,有类似作用的“超声眼镜”也已制成。
模拟蓝藻的不完全光合器,将设计出仿生光解水的装置,从而可获得大量的氢气。
根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究,已仿制了人力增强器——步行机。
现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。
屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。
船桨模仿的是鱼的鳍。
锯子学的是螳螂臂,或锯齿草。
苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。
嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。
壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。
贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固,这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上根据蝙蝠,研究了雷达 根据鱼类,研究了潜水艇 根据鸟类,研究了飞机根据荧火虫,研究了荧光灯,
早在一百万年前,植物就作为很古老的生命形式在地球上出现,并且已经和人类相伴多年。但今天的科学家们大都谦虚地认为:对于植物,人类了解的还远远不够,诸如开花结实、生长发育这些很基本的生理过程,人类的教科书中还无法具体描述。
因此,世界各国的植物学家都致力于对植物生理活动微观过程的研究。
植物体内的接力赛
在我们眼里,扎根于土壤的植物是平静的。但科学家们却发现;植物体内却充满了纷繁复杂的运动。
中国的科学家正在试图描述植物体内的一场田径比赛。这是一场被冠名为光合作用的接力赛。光信号是接力棒,它首先被植物体内的光线接受体接收,“接力棒”随后通过下面的蛋白质“接力手”层层传递,很终到达植物细胞的信息处理中心。
到目前为止,科学家们已经发现了传递蓝光信号的一号和二号“接力手”,但都是哪些蛋白质接力手参与了比赛?每一位“接力手”承担了什么功能?目前还不清楚。如果能找到所有的光信号传导的“接力手”,那么就能构建起一个植物体内的光信号传导网络。那时,人类将能通过调节网络中光信号的传递,按照植物育种的各种需要来改良农作物。
花开随人意
光合作用是一场激烈的接力赛。实际上,据生物学家们的统计,一种植物体内有数万种生物反应,那植物体内可以称得上是一场门类复杂的奥运赛场。
比赛离不开裁判,花儿的绽放依靠的是植物生长细胞的分裂,这场比赛的裁判是阳光和温度,只有适宜的光照和温度才能保证细胞分裂的正常进行。但究竟阳光和温度怎样影响着这场比赛,一直是生物学研究的一大挑战。
今天计算机模拟技术帮助生物学家了解了这个过程。在对植物开花过程的研究中,科学家们对控制开花时间的基因做标志,并通过阳光照射强度控制它的活跃程度。不同时期,这个基因在花朵的哪个部位,呈现什么状态,把这些信息输入计算机,通过计算机的模拟,这个基因在整个开花过程中发挥的功效就一清二楚了。
科学家们相信,通过调控这类基因,可以改良某些经济作物。在那些日照时间短的地方,可以缩短开花期,保证农业的丰收。那时,细胞分裂赛事的裁判不再是阳光、温度而是人类了。
植物哨兵
植物体内的生理活动,让生物学家们着迷。而另外一些科学家则看上了植物扎根土壤,忠于职守的特性。
由于不少植物对环境的变化都非常敏感,并能通过颜色、形状、生长习性的变化上表现出来。人们就依靠对植物状态的监测,来对有害物质进行预警。这为现代战争中的环境监测提供了意想不到的帮助。在战争地带前进的士兵,正尝试用电子装置来监测植物,以此判断当地是否遭受过化学毒气的攻击。
植物扎根地面不会逃跑,它们就成了忠于职守的哨兵。
科学家们已经培养成功了几种植物哨兵,他们对化学、辐射等环境的变化特别敏感,用于警示有毒的生物制剂化学制剂的出现。同时,某些植物对某种有害物质还有净化清除的功能。
可以想象,将来我们刚刚完成装修的居室,或者空气污浊的办公环境,也能摆上一两盆这样的植物哨兵。那么充盈眼帘的绿色,还为我们担当着保护环境、清除空气垃圾的责任。
对于生物学研究来说;植物留给人类的迷太多太多,但每一个谜语的破解,都将给人类认识植物改变生活带来莫大的