总是忘记浇水,家里的植物到底怎么活下来的?
还记得我们买植物的时候,是发誓要对它好的。但实际上,由于常常忘记浇水,植物们通常是这个样子:好在缺水的情况下,它们会想办法保持生命。这就是植物“抵抗干旱”的能力。根据植物种类的不同,它们的这种能力也有强有弱,而有些还具有特殊的“秘密武器”。
植物怎么抵抗干旱?首先,它们会想办法吸收并储存足够的水分,并尽量减少水分的流失。在沙漠中生存的植物有些有广泛的根系,可以在干燥的土壤下搜寻水分。有些根系甚至能抵达十几米深的地下水——这为“吸收”做好了准备。吸收上来的水要想办法储存呀,于是一些植物拥有膨大的叶子、茎秆甚至根部,都能够让更多的水储存在自己身体中。这些植物单单使用储存在球茎中的水就能存活多年。一个显而易见的例子是——萌萌哒多肉!
储存够了水,接下来植物就得想办法不让这些水分流失。一些植物的叶片表面有厚厚的蜡质层。蜡质层能够封闭叶片表面的气孔,确保较少的水分流失到环境中。典型的例子是芦荟:而一些植物的叶子会变得很小,甚至异化成“尖刺”状,通过减小叶子的面积减少水分的蒸发,尖刺还能够防范动物的啃食。
植物应对干旱的一种有效方式是关闭气孔,但植物的光合作用又需要使用从气孔吸收的二氧化碳。但气孔一关,二氧化碳不是进不来了吗?植物采取的方法是这样的:当缺水时,植物能够产生一种叫脱落酸(ABA)的物质。之后,植物将它运送到气孔,这些脱落酸就可以通过改变细胞壁的压力,从而操控气孔的开闭。
除此之外,一些植物还会让自己的种子能够耐受干旱和缺水条件。种子较小,更容易被带到其他地方。一旦这些种子接触到水或者遇到下雨,它们会迅速发芽成长,并释放出新的种子。如果你在干旱地区的地表仔细寻找,你会找到很多这样看起来“死掉”的种子——它们只不过是等待发芽的机会而已。
大自然像我们一样,有时候也是个不负责任的主人,会“忘记”给植物们浇水。
整个地球的地理和气候模式也决定了,有些地方雨水多,有些地方雨水少;有些年雨水多,有些年雨水少。因此,如果植物不能适应自己周边的环境,自然选择会无情地将它淘汰。在漫长的自然选择中,一些植物的基因突变恰好适应了缺水的生活:比如叶片突变得更小,蒸腾作用就变小了等等。
它们的这些“能力”通过基因继续遗传给下一代……时至今日我们了解到,植物们已经知道如何在正确的时间访问自己的遗传代码,从而生成抵抗干旱所需的物质。实际上,经历着干旱威胁的植物,这种“响应”非常复杂——包含几百个基因的开启、关闭和调控。
一株植物会不会渴死,除了养花养草的人可能会关心一下,看起来好像没什么重要的。但要知道,我们目前所吃的作物,都是不抗旱的。
随着气候变化,一些原来并不干旱的地方变得干旱,一些原来干旱的地方变得更加干旱……作物们受不了这样的变化,就会产量下降,吃的就会变少。我们应该如何保护作物,让它们更能抵御这些干旱?这就是需要利用这些知识的时候了。一些植物在干旱条件下能够开启或关闭相关的基因,从而很好地应对干旱情况。那么,我们也许也可以把这种方式利用到不抗旱的玉米、小麦和甘蔗等作物中。
多年来,植物科学家们在生产抗旱作物方面取得了一些成功,但还不够有力。