一棵橡树或松树可以将一块花岗岩巨石劈成两半,甚至长成参天大树。在“天下第一奇山”黄山,松树就是从坚硬的黄岗岩石里长出来的。黄山松的种子就是在花岗岩的裂缝中,以无坚不摧、有缝即入的钻劲,在那里发芽、生根和成长。这就是神秘的植物力量。而在松树的树根周围,还满布着结壳的岩石地衣。
它们伸展的叶状体深入每一个微小的角落和缝隙中。在地衣交替湿润和干燥的过程中,与之混杂的微观岩石碎块由于膨胀和收缩而变得松散。可以说,种子落在裂缝中萌发,大大增强了植物的破岩能力,这在木本灌木和针叶树具有强大的扩展根系的情况下尤其如此。
神秘力量的奥秘所在在一段大型混凝土污水管道的垂直部分,种植一丛竹子。几年后,竹子长出了可爱的大肚皮。后来,肚皮越来越大,它真的把下水道10厘米厚的水泥墙给弄弯了,就好像坚固的水泥墙是泡沫塑料做的一样!其实,这种“大肚皮”的产生过程,是一种植物组织在密闭环境下的生长规律。植物组织在密闭环境中扩张的过程是指通过渗透和自吸吸水,以及通过细胞分裂导致整体增大的过程。
本质上属于木本茎和根急剧增加周长的活动。自吸的科学由来自吸其实是水分子进入多孔胶体材料并使其膨胀的一个过程。水(H-O-H)是一种极性分子,其氧原子带负电荷,氧原子两侧有两个带正电荷的氢原子(H)。而当胶体材料含有外露的羟基基团(HO)时,即带有带负电荷的氧原子和带正电荷的氢原子时,就会像很多微小的磁铁一样,水分子渗透到这些聚合物中,粘附在相邻水分子的正极和负极上。这种水分子的流入和化学键(称为氢键)的凝结导致细胞壁及其内容物膨胀到原来大小的几倍。
《生命:生物学导论》给出了一个答案。种子的自吸作用可能会产生每平方厘米2.3吨的压力。当种子吸收水分并膨胀时,导致种子外壳破裂的实际压力是惊人的!根据科学家们的研究,膨胀的种子产生的压力竟然达到正常大气压的1000倍!关于自吸的另一个令人惊讶的事实是,对于埃及和玛雅金字塔建造中使用的大型石灰岩块的挖掘,有一个貌似合理的解释:这些巨大的石块是由圆形的木桩锤入石头表面的洞中,然后用水浸泡木桩开采出来的。随着岩柱的膨胀,自吸作用产生的力量足以将岩石撕裂。
自吸在医学上的应用也是非常广泛的。它可以用来扩张耳道,使其能够正常排泄。一个被称为“耳芯”的细长多孔圆柱体被插入堵塞的耳道中,耳道逐渐吸收水分并膨胀。同样的机制运用在在妇科常规检查中,一种被称为“dilateria”的细长海带被用来扩张宫颈。
棕色藻类的圆柱体被插入宫颈,在那里它会吸收水分并膨胀。神秘力量也有优缺点植物有如此大的能力,其中不乏惊人的破坏力,主要因为植物生长所产生的物理力和吸胀所产生的惊人压力。有些入侵物种,比如有着巨大的地表根系和分布在地下的根茎的植物,很容易破坏混凝土车道和岩壁。如果说有一种树非常适合捣蛋,那非“勒颈无花果树”莫属。不论它身处何方,它的强大根系蔓延在石块之间,都会逐渐将巨大的垂直墙壁变成碎石。
根据著名的新热带植物学家的说法,勒颈无花果树很可能是导致中美洲古玛雅遗留建筑毁灭的主要植物;在18世纪和19世纪,英法两国在战略要地加勒比海岛屿上修建的密闭而结实的军事要塞,竟然也被勒颈无花果树摧毁。所以,人们必须不断地与这种自然的植物入侵作斗争。不过,虽然植物有这么巨大的破坏力量,也带来过一些麻烦,但它们中的大多数实际上对自然环境是相当有益的。植物会帮助大自然产生更多有养分的土壤,还会为无数的动物物种提供栖息地。
不仅如此,植物为我们提供了氧气、食物、饮料、纺织品、纸张、木材和药品,是人类忠实的伙伴,我们的生存绝对离不开这些“大力士”。更不用说,除了这些,它们还为我们提供了美丽的森林、草地和五颜六色的鲜花和芳香。
作者丨大科技
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