植物和动物几乎构成了地球上生物的全部。它们有很多相似之处。两者都由细胞组成,细胞是构成生命的基础,能产生控制生长与生命活动的化学物质。这些细胞在植物或动物体内常常形成特定的功能,不同的细胞分工不同。此外,它们的生命进程都需要空气、水和矿物质来维持。它们也都经历从出生到成长到繁殖再到死亡的生命周期。
但是,植物和动物有一个非常明显的差别:大部分植物无法移动,因而也不能去觅食。相反,它们会经历一个叫作光合作用的特殊过程。为了完成这一卓越的过程,植物利用来自阳光的能量、空气中一种叫作二氧化碳的气体、水和土壤中的矿物质,为自己制造食物。这是动物无法做到的,它们必须寻找食物,以植物或其他动物为食,从而获得生存所需的能量。
植物和动物之间是何种关系?
光合作用所产生的代谢产物是氧气,氧气是动物呼吸所需的气体。所以,没有植物,动物也无法生存。没有植物吸收周围的二氧化碳,过量的二氧化碳就会停留在空气中,吸收太阳的热量,导致地球平均温度出现不必要的上升。因此,植物至关重要,这不仅在于它为人类提供了大量的食物(还为许许多多供人类食用的动物提供营养),还在于它消耗二氧化碳,释放出氧气,从而优化空气质量。此外,植物还为人类提供了建造房屋所需的木材、制造服装所需的纤维和促进健康所需的药物。
植物如何获取养分?
绿色植物通过光合作用这一化学过程获取养分,光合作用利用阳光、二氧化碳和水制造单糖。单糖随后转换成淀粉、蛋白质或脂肪,为植物提供其完成生命进程与生长所需的一切能量。
一般而言,阳光(和二氧化碳)通过叶子表面进入植物体内。它们到达叶子内部特殊的食物加工细胞(细胞层)中。这些细胞都含有一种叫作叶绿素的绿色物质。叶绿素使植物呈现出绿色,并吸收光能,促进食物形成。叶子中层还有一种特殊细胞,它们构成植物的“运输”系统。一种叫作木质组织的管状细胞束把水和矿物质从植物根部一直传输到最外层的叶子上。另一方面,韧皮细胞把植物的食物供给——在水中溶解的糖——从叶子中的生产基地传送给其他各个细胞。
植物如何生长?
植物体内的特殊细胞会产生激素,激素是通知不同植物细胞执行某些活动的化学信使。植物激素承担多种功能,比如果实的发育、花瓣和叶子的枯萎,以及最重要的植物生长。例如,茎尖细胞、新生叶子和树皮能产生不同的生长激素,它们刺激植物细胞进行分裂或增大,从而实现繁殖。植物的生长模式很好地说明了它们是如何与动物区别开的。虽然动物最终会发育成形(之后还能存活很长时间),但植物在整个生命周期中会持续生长。换言之,成熟的植物不会停止生长,反而会继续生长。
地球上有多少种不同的植物?
科学家们已经发现并描述过的植物超过275,000种,但是他们认为,尚未发现的还远不止这些。不同的植物,它们的大小和外表差别很大。有些植物非常小,只有在显微镜下面才能看见,比如单细胞海藻。还有一些植物庞大无比,一眼看不到顶,比如巨杉树。不同的植物差别很大,这是因为数百万年来,它们形成了不同的特征,以适应地球上不同的生活环境。
谁是“植物学之父”?
植物学是研究植物的科学。古希腊的泰奥弗拉斯托斯(Theophrastus,公元前371年—公元前286年)被誉为“植物学之父”或者说是植物学的创始人,著有《植物志》和《植物之生》。这两本书所包含的植物学知识非常丰富,直到1800年之后,植物学才有新发现。泰奥弗拉斯托斯是把农业实践(种植植物以获取食物)归入植物学的第一人。他还提出了植物生长理论,描写了植物结构是如何形成的。他发现并描述过的植物多达55 0种。泰奥弗拉斯托斯一生中的大部分时间都在希腊的雅典度过,在那里掌管着现存最古老的植物园。
所有的植物都有叶子吗?
大部分植物都有叶子,即使有些看起来并不像叶子。例如,草叶就是一种真正的叶子。蘑菇和其他真菌没有叶子,海藻和地衣也没有。海藻是一种藻类,它也没有花和根。作为一种水下植物,海藻通常利用它的吸附器依附在石头、贝壳和岩石上,吸附器是植物的一部分,外表和根很像。海藻和其他植物不同,后者利用根部获取食物,前者从它生长的水中吸收养分。
睡莲的叶子有何不同?
睡莲是一种浮叶型水生植物,它的花朵呈白色或粉色,体积硕大,芳香四溢,叶子浑圆扁平,漂浮在水面上。睡莲的叶子有着长长的茎,顶部是亮绿色的,底部是红色或紫色的。叶子下面含有气室;进入叶子下面的空气让它漂浮在水面上。叶子强壮的茎帮助它直立着生长在水面上——这有利于睡莲吸收阳光,保持生命力。
所有植物都有花吗?
不是。虽然世界上大部分植物都是显花植物——又称被子植物(在希腊语中是“脉管”和“种子”的意思),但还是有几百种植物不开花。种子植物不会开花——比如苏铁、银杏和松柏。例如,松柏是一种常见的裸子植物:它不开花,但长有能产生花粉或卵的球果。还有一些典型的例子,包括香柏、柏树、花旗松、松树、红杉和云杉。雄球果小而软,雌球果大而硬。风把雄球果的花粉吹到雌球果上。当卵被授粉,种子形成以后,球果的鳞片张开,喷射出种子。一旦种子生根,新的植物就生长出来。苔藓是另一种无花植物:虽然它们有时看似开着花儿,但其实形似花朵的这部分是长在小茎末端的装满孢子的小蒴果。