揭密：植物之间如何“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 别称 植被 拼音 zhí wù 分类 藻类植物、苔藓类植物、 蕨类植物、种子植物 种类 藻类等

植物 在自然界中，凡是有生命的机体，均属于生物。生物应分为几个界，把能固着生活和自养的生物称为植物界，简称植物。

植物有明显的细胞壁和细胞核，其细胞壁由葡萄糖聚合物——纤维素构成。植物具有光合作用的能力——就是说它可以借助光能及动物体内所不具备的叶绿素，利用水、矿物质和二氧化碳生产食物。释放氧气后，剩下葡萄糖——含有丰富能量的物质，作为植物细胞的组成部分。

目录

组成器官

植物共有六大器官：根、茎、叶、花、果实、种子。茎是植物体中轴部分。直立或匍匐于水中，茎上生有分枝，分枝顶端具有分生细胞，进行顶端生长。茎一般分化成短的节和长的节间两部分。茎具有输导营养物质和水分以及支持叶、花和果实在一定空间分布成形的作用。有的茎还具有光合作用、贮藏营养物质和繁殖的功能。

叶是维管植物营养器官之一。功能为进行光合作用合成有机物，并有蒸腾作用提供根系从外界吸收水和矿质营养的动力。花是具有繁殖功能的变态短枝。果实主要是作为传播种子的媒介。种子具有繁殖和传播的作用，种子还有种种适于传播或抵抗不良条件的结构，为植物的种族延续创造了良好的条件。

根

根是植物的营养器官，通常位于地表下面，负责吸收土壤里面的水分

及溶解其中的离子，并且具有支持、贮存合成有机物质的作用。（气生根和固着根除外）根由薄壁组织、维管组织、保护组织、机械组织和分生组织细胞组成。

根可分为四个区，最顶端的是帽状结构——根冠，以上是分生区和伸长区，再上则是带根毛的根毛区。

根冠位于根顶端分生组织的外面。外层细胞壁的高度粘液化可以减少根在往下生长过程中与土壤接触的摩擦力，起到保护作用。同时细胞中的造粉体还可保证根的向地生长，即保证其向地性（Gravitropism）。

分生区是位于根冠内方的顶端分生组织。分生区细胞能不断分裂，一方面小部分用来形成根冠细胞，而大部分则向后经过细胞的生长、分化，形成根的各种结构；另一方面保持自身原有的体积。

伸长区的细胞由分生区细胞发展而来，分裂能力已减弱，细胞延长轴伸长。伸长活动会导致原生韧皮部和初生木质部损坏，使之出现缺层（Lacuna）。

根毛区细胞已是成熟的细胞。根毛由表皮中的毛细胞（Trichoblast）生成，可有效地增大植物根部的吸收区域。树木根部的吸收面积可达400M2。

茎

茎是植物的营养器官之一。是大多数植物可见的主干。当然，例如仙

人掌的变态茎。茎下接根，通过木质部将根部吸收到的水分和矿物质往上运输到各营养器官，通过韧皮部将光合作用的产物往下运输。茎来源于植物胚胎的胚芽。胚轴组成部分的茎，准确地说是子叶下的部分。

最早拥有茎的植物为现已绝种的库氏裸蕨，现存则是松叶蕨，他们没有真正的根、叶。因此维管束植物（导管植物）中，最早出现的器官是茎，根叶则是由茎演化而成。

变态茎

有些植物的茎，其功用已经特化不只是支持和运输的功能，其形态也不只是着生枝叶，我们称之变态茎。

常见的有仙人掌的块茎、洋葱的鳞茎、荸荠的球茎、姜的根茎、草莓的走茎、葡萄的卷须（茎卷须），还有茎（枝条）特化成叶状的芦笋等。

叶

叶是高等植物的营养器官，侧边发育自植物的茎的叶原基。叶内含有叶绿素，是植物进行光合作用的主要场所。同时，植物的蒸散作用是通过叶的气孔实现的。

叶只出现在真正的茎上，即只有维管植物才有叶。蕨类、裸子植物和被子植物等所有高等植物都有叶。相对地，苔藓植物、藻类、真菌和地衣则没有叶。在这些扁平体（Thallus）中只能找到与叶相似的结构，但只能作为类似物（Analoga）。

完全叶包含三部分：叶片，叶柄和托叶。

叶片指的是完全叶上扁平的主体结构。它会尽可能地吸收阳光，并通过气孔调节植物体内水分和温度。

叶柄是连接叶片与茎节的部分。

托叶着生于叶柄基部两侧或叶腋处，细小，早落。不同的植物种类，托叶的形态也不同。例如豌豆有着大的叶片状托叶，而洋槐和酸枣的托叶则是针形，山樱花的托叶为羽状。其作用是保护幼叶。

变态叶

变态叶由于功能改变所引起的形态和结构都发生变化的叶。如仙人掌的刺，玉叶金花的大萼片和开花植物的心皮。

花

花生于花托上，最外面是花瓣（或花被片），中间包裹着植物的生殖器官，雄蕊及雌蕊。花鲜艳的颜色及诱人的香气，都是为了吸引昆虫前来。在昆虫的帮助下，完成授粉的过程，达到传宗接代的目的。多数草类及树木的花朵颜色暗淡，没有香气，不能吸引昆虫前来授粉，这种植物一般靠风力完成授粉过程。根据植物的不同，多数植物每年会开上百朵花，少数植物，如郁金香，一年只开一朵花。花期的长短也相差很大。

花萼位于最外层的一轮萼片，通常为绿色，但也有些植物的呈花瓣状。

花冠位于花萼的内轮，由花瓣组成，较为薄软，常有颜色以吸引昆虫帮助授粉。

雄蕊群是一朵花内雄蕊的总称，花药着生于花丝顶部，是形成花粉的地方，花粉中含有雄配子。

雌蕊群是一朵花内雌蕊的总称，可由一个或多个雌蕊组成。组成雌蕊的繁殖器官称为心皮，包含有子房，而子房室内有胚珠（内含雌配子）。一个雌蕊可能由多个心皮组成，在这种情况下，若每个心皮分离形成离生的单雌蕊，即称为离心皮雌蕊，反之若心皮合生，则称为复雌蕊。雌蕊的黏性顶端称为柱头，是花粉的受体。花柱连接柱头和子房，是花粉粒萌发后花粉管进入子房的通道。

果实

果实由花的雌蕊发育而来，多数植物的种子包裹在果实里面。草莓的“果实”由花托生长而来，是一个例外。一个果实内部的种子数量各不相同，有些只有一籽，有些则很多。果实成熟时，有些富含水分，有些则变干。含水的果实通常颜色鲜艳，可以吸引动物将其吃掉，而将种子带到远方，当种籽排出体外，就会生根发芽。有些豆科植物及其他类植物，在果实成熟后会爆裂开来，将种子射到附近，伺机发芽。有些果实重量很轻，当风吹过，会被风带到遥远的地方，完成他们传宗接代的任务。有些植物的果实，表面带有毛刺，可以沾到经过的动物身上，由动物带到远方。当从动物身上脱落时，种子就地生根发芽。

由受精后雌蕊子房单一发育形成的果实称为真果，如桃、大豆等；通常把仅由子房称为真果，如桃、大豆等。

由子房加上花的其他部分（花萼、花被、花轴等）形成的果实称为假果，如苹果、梨等。有萼和花萼参与的，如草莓，果实大都是增大而肉质的花托。

种子

种子是种子植物的胚珠经受精后长成的结构，一般有种皮、胚和胚乳等组成。胚是种子中最主要的部分，萌发后长成新的个体。胚乳含有营养物质。

种皮由珠被发育而来，有保护胚与胚乳的功能。裸子植物的种皮由外层、内层（肉质层）、中层（石质层）组成。苏铁和银杏，外层的肉质层肥厚，成熟时具色素；许多松柏类植物的外层不发达。内层一般趋向皱缩，在成熟的种子中呈纸状薄层，衬贴在中层里面。

胚由受精卵发育成。由胚芽、胚轴、子叶、胚根组成。裸子植物的胚沿种子的中央纵轴排列，不同种类种子，子叶数不同，为1～18个。常见为两个，如苏铁、银杏、红豆杉、香榧、红杉、买麻藤、麻黄等。

裸子植物胚乳是单倍体的雌配子体，一般比较发达，多储藏淀粉或脂肪，也有的含糊粉粒。胚乳一般为淡黄色，少数为白色，银杏成熟的种子中胚乳呈绿色。

被子植物的胚乳在双受精过程中，一个精子与胚囊中的极核融合发育成多倍体。多数被子植物在种子发育中有胚乳形成，但有的成熟种子中不具、具很少的胚乳，由于它们的胚乳在发育中被胚分解吸收了。一般把成熟的种子分有胚乳种子、无胚乳种子。无胚乳种子中胚很大，胚体各部分，特别在子叶中储有大量营养物质。

丰富多彩的“交流”活动

看上去“安静生长”的植物，在看不见的地下世界里却有丰富多彩的“交流”活动。一项由中、德、英三国学者共同参与的最新研究发现，相邻植物可以通过根部释放的化学物质互相“对话”。这种由化学物质主导的“交流”，可以改变植物生长的微环境，调节养分供给，甚至影响产量。

领导这一研究的中科院南京土壤研究所研究员孙波16日向记者介绍，植物根系从土壤中汲取生长所需的养分，同时也释放化学物质。这些化学物质改变了原本土壤里的水、气、生物等微环境，这些改变很可能对周围其他植物也造成影响。此次，科研团队选取了中国南方耕地经常相邻种植的花生和木薯，来具体研究植物间的化学信号怎样相互影响。

研究人员发现，木薯根部会向土壤中释放出一系列液态和气态的氰化物，邻近的花生感知到这些物质，会相应释放出气态分子乙烯。在乙烯影响下，花生植株会主动缩减地上部分的繁茂程度，优先保证果实的养分供给。同时，乙烯还能作为“召集信号”，聚集土壤中的有益微生物到花生根部，提高氮、磷等有效养分的吸收率，以进一步提高花生果实的饱满程度和产量。

“这项研究告诉我们，植物根部释放的化学物质，或许是不同植物间‘交流对话’的关键。搞清这些‘化学对话’如何进行，就有机会解开更多植物的‘生长密码’，也帮助人类更加科学有效地种植农作物。”孙波说。

相关研究成果已于近日发表在微生物领域权威刊物《微生物组》上。