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种子萌芽从汲取水分开始,种子首先膨胀,胚部接着生长。①发芽就像分娩,一旦启动就是个不可逆的过程,因此发芽的时机攸关生死,种子早已演化出各式各样的手段找对时机。杨树和柳树的种子寿命极短,若没有在散播后几个小时内找到湿泥地,就会死亡。热带雨林中,许多树木结的大
种子萌芽从汲取水分开始,种子首先膨胀,胚部接着生长。①发芽就像分娩,一旦启动就是个不可逆的过程,因此发芽的时机攸关生死,种子早已演化出各式各样的手段找对时机。杨树和柳树的种子寿命极短,若没有在散播后几个小时内找到湿泥地,就会死亡。热带雨林中,许多树木结的大
admin
2018-07-17
37
问题
种子萌芽从汲取水分开始,种子首先膨胀,胚部接着生长。①
发芽就像分娩,一旦启动就是个不可逆的过程,因此发芽的时机攸关生死,种子早已演化出各式各样的手段找对时机
。杨树和柳树的种子寿命极短,若没有在散播后几个小时内找到湿泥地,就会死亡。热带雨林中,许多树木结的大型种子如果没有在几周内发芽,就会腐败。对这些物种来说,要掌握正确的发芽时机,得先掌握正确的结子时机,因为种子一旦成熟,保存期限是很短的。
一年中,若季节气候对种子来说太干燥或太寒冷,不利于发芽,种子就进入休眠,等待不适宜的气候过去。
如果将植物行为以精巧度衡量,篇蓄的发芽行为只有初级程度。篇蓄是长在耕地和花园中的杂草,种子先天为休眠型,未经冬天不会发芽。土壤中的种子在冬季感受到低温,打破休眠状态,预备好在春天来临、土壤回暖时发芽。没有在五月发芽的种子,又逐渐进入休眠状态,静待另一波寒意来临,准备好再次发芽。篇蓄的行为其实相当合理,称为初级程度好像不太公平,更何况相似的植物还不少,许多杂草也有依季节循环的休眠期和发芽期。
另一种相当常见的杂草则要比篇蓄技高一筹,那就是羊腿藜。羊腿藜在年初只结不休眠的种子,产季时则结休眠的种子。有了年初生产的种子,这年的羊腿藜就有更多子代,后来所结的种子则安然保存至明春。
一年生植物的种子发芽机制就更精巧了,这些植物会打赌冬天冷不冷。许多冬季一年生植物,像雀麦草,都是在秋天发芽,这样做的风险是冬天的寒霜很可能冻死幼苗。但如果存活下来,就有了回报,因为比起其他春天才发芽的种子,这些幼苗抢先一步发育成长,能长得比较大,结的种子也多得多。冬季一年生植物也懂得分散风险,让部分种子在冬季休眠、春天发芽。比起熬过冬天的幼苗,这些春天发芽的种子长出的植株比较小、结的种子也比较少,但是存活的几率通常大一些。由于某几年的冬天比较冷,某几年比较不冷,所以有时不休眠种子长得好,有时休眠种子胜算大。
目前为止所谈的发芽行为,精巧程度都还不及格。种子还能从其他线索得到更精确的讯息,以决定什么时候发芽。许多像莴苣一类的种子,对光很敏感,在黑暗中不会发芽,即使温度和湿度都很恰当。这样的机制可以避免那些被埋的很深的、没有机会到达土壤表层的种子发芽。而只要一丝阳光,就能让种子自休眠中苏醒。替菜圃翻土会让阳光传递讯息给土壤中许多对光敏感的杂草种子,让他们知道接近土壤表层了。
很多种子的招数更了不起。植物可借由远古演化而来的光感受体(即光敏素分子)感知光线。光敏素分子有两种形式,可彼此转换。一种称为Pr,吸收红光后转换成另一种形式,称为Pfr,Pfr吸收远红光后再转回Pr型分子。Pr对Pfr的比率是由接收多少这两种不同波长的光而定。这种Pr对Pfr的比率提供了地方环境的讯息,对植物来说极为重要。②
未被遮蔽的日光,红光/远红光的比率为1,然而,阳光穿过树林后,大部分红光为树叶吸收,这时比率远小于1。
植物透过Pr对Pfr的比率能预测到光的改变。由此,植物利用光敏素察觉邻近植物的位置,调整自己的生长以避开邻近植物。同样,种子如果暴露在透光叶子照射的阳光中,就不会发芽。与其在其他植物的遮蔽下发芽、长出难以存活的幼苗,还不如维持休眠状态。
光敏素有个缺点,就是在黑暗环境中无用武之地。因此只有位于土壤表层或接近表层的种子能加以利用,侦测竞争对手是否环伺在侧。不过还有另一种线索,能让深埋土中的种子知道上方没有一线生机。土壤表层的植物,例如蕈类,就像一层隔绝物,调节土壤内种子感受到温度的范围。光裸的土壤表层没有这层隔绝物,所以底下的种子会感受到强烈的温度起伏,许多种子就从这种温度起伏中得知土壤表面是光裸的。如果感受到温度起伏,种子就会在春天发芽;而如果感受到的温度很平稳,没有高低起伏,种子就不会发芽。
翻土可以除掉土壤表层的杂草,但是翻动过的土壤有时反而长出更多的杂草。请用文中观点解释这种现象。
选项
答案
①植物利用光敏素察觉邻近植物的位置,调整自己的生长以避开邻近植物。土壤表层的杂草被除掉之后,红光/远红光的比率为1,种子就开始发芽,因此长出更多的杂草。②光敏素在黑暗环境中无用武之地,因此只有位于土壤表层或接近表层的种子能加以利用,土壤表层的杂草被除掉之后,光裸的土壤表层没有这层隔绝物,所以底下的种子会感受到强烈的温度起伏,种子也会发芽,从而杂草也更多。
解析
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