揭密：植物之間如何「交流」

植物

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中文名 植物 外文名 plants，vegetation 域真 核生物域 界 植物界 別稱 植被 拼音 zhí wù 分類 藻類植物、苔蘚類植物、 蕨類植物、種子植物 種類 藻類等

植物 在自然界中，凡是有生命的機體，均屬於生物。生物應分為幾個界，把能固着生活和自養的生物稱為植物界，簡稱植物。

植物有明顯的細胞壁和細胞核，其細胞壁由葡萄糖聚合物——纖維素構成。植物具有光合作用的能力——就是說它可以藉助光能及動物體內所不具備的葉綠素，利用水、礦物質和二氧化碳生產食物。釋放氧氣後，剩下葡萄糖——含有豐富能量的物質，作為植物細胞的組成部分。

目錄

組成器官

植物共有六大器官：根、莖、葉、花、果實、種子。莖是植物體中軸部分。直立或匍匐於水中，莖上生有分枝，分枝頂端具有分生細胞，進行頂端生長。莖一般分化成短的節和長的節間兩部分。莖具有輸導營養物質和水分以及支持葉、花和果實在一定空間分布成形的作用。有的莖還具有光合作用、貯藏營養物質和繁殖的功能。

葉是維管植物營養器官之一。功能為進行光合作用合成有機物，並有蒸騰作用提供根系從外界吸收水和礦質營養的動力。花是具有繁殖功能的變態短枝。果實主要是作為傳播種子的媒介。種子具有繁殖和傳播的作用，種子還有種種適於傳播或抵抗不良條件的結構，為植物的種族延續創造了良好的條件。

根

根是植物的營養器官，通常位於地表下面，負責吸收土壤裡面的水分

及溶解其中的離子，並且具有支持、貯存合成有機物質的作用。（氣生根和固着根除外）根由薄壁組織、維管組織、保護組織、機械組織和分生組織細胞組成。

根可分為四個區，最頂端的是帽狀結構——根冠，以上是分生區和伸長區，再上則是帶根毛的根毛區。

根冠位於根頂端分生組織的外面。外層細胞壁的高度粘液化可以減少根在往下生長過程中與土壤接觸的摩擦力，起到保護作用。同時細胞中的造粉體還可保證根的向地生長，即保證其向地性（Gravitropism）。

分生區是位於根冠內方的頂端分生組織。分生區細胞能不斷分裂，一方面小部分用來形成根冠細胞，而大部分則向後經過細胞的生長、分化，形成根的各種結構；另一方面保持自身原有的體積。

伸長區的細胞由分生區細胞發展而來，分裂能力已減弱，細胞延長軸伸長。伸長活動會導致原生韌皮部和初生木質部損壞，使之出現缺層（Lacuna）。

根毛區細胞已是成熟的細胞。根毛由表皮中的毛細胞（Trichoblast）生成，可有效地增大植物根部的吸收區域。樹木根部的吸收面積可達400M2。

莖

莖是植物的營養器官之一。是大多數植物可見的主幹。當然，例如仙

人掌的變態莖。莖下接根，通過木質部將根部吸收到的水分和礦物質往上運輸到各營養器官，通過韌皮部將光合作用的產物往下運輸。莖來源於植物胚胎的胚芽。胚軸組成部分的莖，準確地說是子葉下的部分。

最早擁有莖的植物為現已絕種的庫氏裸蕨，現存則是松葉蕨，他們沒有真正的根、葉。因此維管束植物（導管植物）中，最早出現的器官是莖，根葉則是由莖演化而成。

變態莖

有些植物的莖，其功用已經特化不只是支持和運輸的功能，其形態也不只是着生枝葉，我們稱之變態莖。

常見的有仙人掌的塊莖、洋蔥的鱗莖、荸薺的球莖、姜的根莖、草莓的走莖、葡萄的卷鬚（莖卷鬚），還有莖（枝條）特化成葉狀的蘆筍等。

葉

葉是高等植物的營養器官，側邊發育自植物的莖的葉原基。葉內含有葉綠素，是植物進行光合作用的主要場所。同時，植物的蒸散作用是通過葉的氣孔實現的。

葉只出現在真正的莖上，即只有維管植物才有葉。蕨類、裸子植物和被子植物等所有高等植物都有葉。相對地，苔蘚植物、藻類、真菌和地衣則沒有葉。在這些扁平體（Thallus）中只能找到與葉相似的結構，但只能作為類似物（Analoga）。

完全葉包含三部分：葉片，葉柄和托葉。

葉片指的是完全葉上扁平的主體結構。它會儘可能地吸收陽光，並通過氣孔調節植物體內水分和溫度。

葉柄是連接葉片與莖節的部分。

托葉着生於葉柄基部兩側或葉腋處，細小，早落。不同的植物種類，托葉的形態也不同。例如豌豆有着大的葉片狀托葉，而洋槐和酸棗的托葉則是針形，山櫻花的托葉為羽狀。其作用是保護幼葉。

變態葉

變態葉由於功能改變所引起的形態和結構都發生變化的葉。如仙人掌的刺，玉葉金花的大萼片和開花植物的心皮。

花

花生於花托上，最外面是花瓣（或花被片），中間包裹着植物的生殖器官，雄蕊及雌蕊。花鮮艷的顏色及誘人的香氣，都是為了吸引昆蟲前來。在昆蟲的幫助下，完成授粉的過程，達到傳宗接代的目的。多數草類及樹木的花朵顏色暗淡，沒有香氣，不能吸引昆蟲前來授粉，這種植物一般靠風力完成授粉過程。根據植物的不同，多數植物每年會開上百朵花，少數植物，如鬱金香，一年只開一朵花。花期的長短也相差很大。

花萼位於最外層的一輪萼片，通常為綠色，但也有些植物的呈花瓣狀。

花冠位於花萼的內輪，由花瓣組成，較為薄軟，常有顏色以吸引昆蟲幫助授粉。

雄蕊群是一朵花內雄蕊的總稱，花葯着生於花絲頂部，是形成花粉的地方，花粉中含有雄配子。

雌蕊群是一朵花內雌蕊的總稱，可由一個或多個雌蕊組成。組成雌蕊的繁殖器官稱為心皮，包含有子房，而子房室內有胚珠（內含雌配子）。一個雌蕊可能由多個心皮組成，在這種情況下，若每個心皮分離形成離生的單雌蕊，即稱為離心皮雌蕊，反之若心皮合生，則稱為復雌蕊。雌蕊的黏性頂端稱為柱頭，是花粉的受體。花柱連接柱頭和子房，是花粉粒萌發後花粉管進入子房的通道。

果實

果實由花的雌蕊發育而來，多數植物的種子包裹在果實裡面。草莓的「果實」由花托生長而來，是一個例外。一個果實內部的種子數量各不相同，有些只有一籽，有些則很多。果實成熟時，有些富含水分，有些則變干。含水的果實通常顏色鮮艷，可以吸引動物將其吃掉，而將種子帶到遠方，當種籽排出體外，就會生根發芽。有些豆科植物及其他類植物，在果實成熟後會爆裂開來，將種子射到附近，伺機發芽。有些果實重量很輕，當風吹過，會被風帶到遙遠的地方，完成他們傳宗接代的任務。有些植物的果實，表面帶有毛刺，可以沾到經過的動物身上，由動物帶到遠方。當從動物身上脫落時，種子就地生根發芽。

由受精後雌蕊子房單一發育形成的果實稱為真果，如桃、大豆等；通常把僅由子房稱為真果，如桃、大豆等。

由子房加上花的其他部分（花萼、花被、花軸等）形成的果實稱為假果，如蘋果、梨等。有萼和花萼參與的，如草莓，果實大都是增大而肉質的花托。

種子

種子是種子植物的胚珠經受精後長成的結構，一般有種皮、胚和胚乳等組成。胚是種子中最主要的部分，萌發後長成新的個體。胚乳含有營養物質。

種皮由珠被發育而來，有保護胚與胚乳的功能。裸子植物的種皮由外層、內層（肉質層）、中層（石質層）組成。蘇鐵和銀杏，外層的肉質層肥厚，成熟時具色素；許多松柏類植物的外層不發達。內層一般趨向皺縮，在成熟的種子中呈紙狀薄層，襯貼在中層裡面。

胚由受精卵發育成。由胚芽、胚軸、子葉、胚根組成。裸子植物的胚沿種子的中央縱軸排列，不同種類種子，子葉數不同，為1～18個。常見為兩個，如蘇鐵、銀杏、紅豆杉、香榧、紅杉、買麻藤、麻黃等。

裸子植物胚乳是單倍體的雌配子體，一般比較發達，多儲藏澱粉或脂肪，也有的含糊粉粒。胚乳一般為淡黃色，少數為白色，銀杏成熟的種子中胚乳呈綠色。

被子植物的胚乳在雙受精過程中，一個精子與胚囊中的極核融合發育成多倍體。多數被子植物在種子發育中有胚乳形成，但有的成熟種子中不具、具很少的胚乳，由於它們的胚乳在發育中被胚分解吸收了。一般把成熟的種子分有胚乳種子、無胚乳種子。無胚乳種子中胚很大，胚體各部分，特別在子葉中儲有大量營養物質。

豐富多彩的「交流」活動

看上去「安靜生長」的植物，在看不見的地下世界裡卻有豐富多彩的「交流」活動。一項由中、德、英三國學者共同參與的最新研究發現，相鄰植物可以通過根部釋放的化學物質互相「對話」。這種由化學物質主導的「交流」，可以改變植物生長的微環境，調節養分供給，甚至影響產量。

領導這一研究的中科院南京土壤研究所研究員孫波16日向記者介紹，植物根系從土壤中汲取生長所需的養分，同時也釋放化學物質。這些化學物質改變了原本土壤里的水、氣、生物等微環境，這些改變很可能對周圍其他植物也造成影響。此次，科研團隊選取了中國南方耕地經常相鄰種植的花生和木薯，來具體研究植物間的化學信號怎樣相互影響。

研究人員發現，木薯根部會向土壤中釋放出一系列液態和氣態的氰化物，鄰近的花生感知到這些物質，會相應釋放出氣態分子乙烯。在乙烯影響下，花生植株會主動縮減地上部分的繁茂程度，優先保證果實的養分供給。同時，乙烯還能作為「召集信號」，聚集土壤中的有益微生物到花生根部，提高氮、磷等有效養分的吸收率，以進一步提高花生果實的飽滿程度和產量。

「這項研究告訴我們，植物根部釋放的化學物質，或許是不同植物間『交流對話』的關鍵。搞清這些『化學對話』如何進行，就有機會解開更多植物的『生長密碼』，也幫助人類更加科學有效地種植農作物。」孫波說。

相關研究成果已於近日發表在微生物領域權威刊物《微生物組》上。