青少年科普知识枕边书:植物知识全知道-会变性的印度天南星
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    生物世界中,变性现象并不罕见,学过生物学的人都知道,鳝鱼在幼小时是雄性的,长大后便变为雌性了;此外,还有欧洲鲈鱼等也是变性动物。那么,有没有会变性的植物呢?回答是肯定的。印度天南星就是变性植物。

    印度天南星是一种生长在温带和亚热带地区的林下或小溪旁的多年生草本植物。它雌雄异株,且有雄株、雌株和无性别的中性株三种类型。有趣的是,这三种植株可以年复一年地互相转换性别,直到死亡为止。早在20世纪20年代,植物学家就发现了印度天南星的这种性变现象。可是长期以来,人们猜不透其中的奥妙。最近,美国一些植物学家研究发现,中等大小的印度天南星通常只有一片叶子,开雄花。大一点的有两片叶子,开雌花。而在更小的时候,它没有花,是中性的,以后既能转变为雄性,也能转变成雌性。经过进一步的观察,他们又发现,印度天南星的变性同植株体型的大小密切相关,植株高度值以398毫米为界,超过这高度的植株,多数为雌株;小于这个高度值的植株,多数为雄株。另外,他们还发现,植株的高度值在100~700毫米间,都可能发生变性,而380毫米却是雌株变为雄株的最佳高度。

    印度天南星能随环境条件的改变而改变性别的特性对其生殖有重要意义。植物在开花,尤其是在结实时需要以消耗大量营养物质为代价,体型高大的植株才能制造更多的养分供结实需要,所以大型植株多为雌株,这样,小型植株多为雄株。前一年为雌株的大型植株,由于结实消耗了大量的营养,第二年便又变为雄株。当环境恶劣时,雌株没有足够的养分开花结果,如果它们转变为雄株,便可以使相距较远、生长在环境较好地方的雌株有较多机会获得花粉。至于中性植株的存在,也是由体内营养物质决定的,而且同样与环境条件有关,当它既不能变为雌株,又不“甘心”变为雄株时,就只好暂为中性了。有趣的是,印度天南星不仅依靠性变来繁殖后代,还利用性变来应付不良环境。当动物吃掉印度天南星的叶子,或大树长期遮挡住它们的光线时,印度天南星也会变成雄性。直到这种不良环境消失后,它们才会变成雌性,繁殖后代。

    从印度天南星的例子可以看出,高等植物的性别并不像动物那样,在胚胎时期就已决定,而要在其生长、分化和发育成熟后的某个阶段才能确定,因此高等植物的性别分化具有不稳定性。外界环境条件,如营养、温度、湿度、日长、光强、植物激素等因素都对其有不同程度的影响。掌握了植物的这种特性,对那些较易改变性别的植物进行研究,通过适当改变外界环境条件,就可以有效地控制一些植物的性别,使之向人们意愿的方向转化。目前,这方面的研究还在不断深入。不久的将来,如果人类能够控制植物的性别,成为大自然的主人,农业生产将会更上一层楼。

    知识链接

    植物王国的变性现象比较少见,在树木中更为稀罕,但一种名叫巴西棕榈的高大乔木也存在变性现象,在它的一生中要几次改变性别。巴西棕榈的性变与其体内获得的光能有关,一棵棕榈树获得能量较多的时候为雌性,可以开花结果;反之,则为雄性。另外,北美洲的一种最普通的树木——红枫树也存在变性现象。

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