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多姿多彩的植物5（第2页）

绿色世界浩瀚深远，绿色植物婀娜多姿。多少文人曾为之神往陶醉，多少书画家曾为之泼墨挥毫。然而，不是只有艺术家们才能在这植物世界中找寻到灵感，面对这苍茫浩渺的青山林海，科学家们也看到了蕴藏其中的奥秘，得到了许多可贵的启示!

创立坐标法的著名数学家笛卡尔，根据研究的一簇花辦和叶形曲线列出了x3+y3-3axy=0的方程式，这就是现代数学中著名的“笛卡尔叶线”或“叶形线”，数学家还给它取了一个诗一样的名字——“莱莉花辦曲线”。

从千姿百态的绿叶和鲜花的外形轮廓和空间排列中，很早以前，人们就可以找到用一定的数学公式来描述。

托着娇艳花朵的睡莲，叶子的形状就是一个较为复杂的高次方程。面向太阳的葵花盘上瘦暴的排列，松树球果上果鳞的布局，菠萝果实上的分块，都是按照对数螺旋在空间里展开的。至于植物外部的形态、结构则是那么符合几何原理，并具有如此巧妙的对称。象许多植物的花，就几乎是完美无缺的呈辐射对称形。云杉和雪松的树形则为优美的圆锥状。生长在圆盘、四柱、圆锥形植物体上的叶片、花、果实，均是按照数学规律在空间排列和顺序地逐渐展开的。

植物为什么要按照数学的规律来排列自己的叶片、花和果实呢?这是植物在大自然中亿万年的适应和进化的结果。如向日葵花盘上瘦果的对数螺旋线的孤形排列，这样就可以使果实排得最紧，从而数量最多，产生后代的效率也就最高了。车前的叶片是轮生的，叶片间的夹角为137°30'，这是圓空间里展开的。的黄金分割的张角。按照这一角度排列的叶片，能很好互相镶嵌而又互不重叠，这是采光面积最大的排列方式，有效地提高了植株光合作用效率。建筑师们参照车前叶片排列的这一原理，设计出了现代化螺旋式的高楼，可以使高楼的每个房间都很明亮，光线充足，达到很好的采光效果。

高等植物的外形，茎干，也有其最佳的形态。许多树的树干，都是底部大，上部小，呈圆锥状。这是一种沉稳的，抗倒伏的理想几何形状。从整体的树形来说，如云杉的枝叶的分布也是下宽上窄，树干越到顶部越细，分枝越到上部越短，也为圆锥形。这种形态利于植物抵御狂风暴雨的袭击而不倒伏。比较一下云杉，雪松与古代宝塔或现代的电视塔的形态、布局，就可以发现它们是多么相似。日本一知名建筑师模仿云杉的形态，建造的一幢43层的大厦，不但可以抵抗强大的地震，就是楼顶在摆动幅度达到了70厘米的情况下，仍然可以安然无恙。

茎秆的结构，可说是力学家的“老师”。植物的茎绝大多数为圆柱状，少数为三角形成四棱形。原因是圆柱形最坚固，容量也最大。从植物本身来讲，茎秆为圆柱形更有利于发挥茎的支撑和运输作用。例如，那纤细而中空的小麦茎秆，直径虽小却仍能支撑起比它重几十倍的沉甸甸的麦穗及茎上千剑一样的叶片而不致折断。所以说，圆形支持力最大。古今中外的大型建筑物都选用圆形的柱子作顶梁柱也是这个道理。

从植物茎内的组织细胞学的统计中还发现，许多草本植物的茎，其机械组织的厚度，常可达茎秆直径的七分之一。机械组织主要由维管束组成，它们嵌埋于细胞组织中，就像一根根钢筋贯穿于细胞组织的“砖石”与“水泥”之间，大大加强了植物的支撑能力。另外，中空的茎秆，从力学原理来讲。中空的杆与同样粗的同一材料的实心杆相比，它们的支撑能力是相等的。小麦茎秆结构的这种以消费量少的材料而获得最大坚固性的结构，正好成了当今中空水泥电线杆制造者的“老师”。

鱼尾葵、蒲葵、油棕等植物叶面的“之”字型的折扁状结构，具有较大的张力。它可以承受外界给予的较大压力，可以在在狂风骤雨中保持很强的柔韧性而不被撕裂、折断。一个有趣的力学小实验正好说明了这点。

将一张白纸搭在两个相距23厘米的酒杯上，纸本身的重量就会把纸压弯。但如果把纸折叠成一厘米宽的折扇状放于两酒杯之间，这时，即使在折扇纸的中间放一装满酒的酒杯，折扇状的纸也不会弯曲，这就是“之”字形结构的张应力发挥了作用。按照这一原理，工程师们设计出了放形板、瓦楞纸板，楼房顶棚等等新颖的建筑产品。

植物世界给人类的启迪还有很多很多，从植物各种各样的外形，枝叶的排列，花、果的布局中，我们看到了生物的美、数学的美、物理的美。尽管人们对植物世界的数理规律的了解仍然只是冰山一角，但是科学的发展，人们终将进一步揭示它们的规律，让自然可以更好地造福人类。

有趣的植物启示

早在一百万年前，植物就作为最古老的生命形式之一出现在地球上，并且已经和人类相伴多年。然而对于人类来说。我们对植物的了解，还是远远不够的，诸如开花结实、生长发育这些最基本的生理过程，人类也不能做到十分详尽地描绘出来。因此，世界各国的许多植物学家都致力于对植物生理活动微观过程的研究。

植物体内的“接力赛”

在我们眼里，扎根于土壤的植物是平静的。但科学家们却发现：植物体内其实充满了纷繁复杂的运动与竞争。中国的科学家正在试图描述植物体内的一场“田径比赛”。

这是一场被冠名为光合作用的接力赛。光信号是接力棒，它首先被植物体内的光线接受体接收，“接力棒”随后通过下面的蛋白质“选手”层层传递，最后到达终点——植物细胞的信息处理中心。

到目前为止，科学家们已经发现了传递蓝光信号的一号和二号“选手”，但都是哪些蛋白质“选手”参与了比赛?每一位“选手”在比赛中又承担了什么功能?目前还无法弄清楚。如果能找到所有传导光信号的“选手”，那么就能构建起一个植物体内的光信号的传导网络。届时，人类将能通过调节网络中光信号的传递，按照植物育种的各种需要来改良农作物的生长。

花儿的裁判

光合作用是一场激烈的接力赛。实际上，据生物学家们的统计，一种植物体内有数万种生物反应，那么，植物体内可以称得上是一场竞赛种类繁多、竞争异常激烈的奧运赛场。

花儿的绽放依靠的是植物生长细胞的分裂，而细胞的分裂就是花儿体内一场激烈的竞速比赛。比赛离不开裁判，这场比赛的裁判是阳光和温度，因为只有适宜的光照和温度才能保证细胞分裂的正常进行。但是究竟阳光和温度怎样影响着这场比赛，一直是生物学研究的一大难题。

如今，计算机模拟技术帮助生物学家们了解了这个过程。在对植物开花过程的研究中，科学家们对控制开花时间的基因做上标志，并通过阳光照射强度控制它的活跃程度。不同时期，这个基因在花朵的哪个部位，呈现什么状态，把这些信息输入计算机，通过计算机的模拟技术，这个基因在整个开花过程中发挥的具体功效就一清二楚了。

科学家们相信，通过调控这类基因，可以改良某些经济作物。在那些日照时间短的地方，可以通过缩短开花期，以保证农业的丰收。那时，细胞分裂赛事的裁判不再是阳光、温度，而是人类了。

植物清洁工

植物体内的生理活动，让生物学家们着迷。而另外一些科学家则看上了植物扎根土壤，忠于职守的特性。

由于许多植物对环境的变化都非常敏感，并能通过颜色、形状、生长习性等的变化表现出来。人们就依靠对植物状态的监测，来对有害物质进行预警。这为现代战争中的环境监测提供了意想不到的帮助。在战争地带前进的士兵，正尝试着用电子装置来监测植物，以此判断当地是否遭受过化学毒气的攻击。

科学家们已经培养成功了几种植物清洁工，他们对化学、辐射等环境的变化特别敏感，用于警示有毒的生物制剂化学制剂的出现。同时，某些植物对某种有害物质还有净化清除的功能，为人们清洁环境中的有害物质。

可以想象，将来我们刚刚完成装修的居室，或者空气污浊的办公环境，也能摆上一两盆这样的植物清洁工。那么充盈眼帘的绿色，还为我们担当着保护环境、清除空气垃圾的责任，成为了人类忠诚的“清洁工”。

对于生物学研究来说，植物留给人类的迷实在是枚不胜举，但每一个谜语的破解，都将给人类认识植物改变生活带来很大的帮助。

植物磁信息的应用

植物在进行光合作用和养化作用过程中不但能发射电磁波，而且还能弥散出生物孤子。植物产生的生物孤子也是植物发出的电磁性质的本原信息。生物孤子不像电磁波一样以光速向外发散，而是当由植物体中弥散出后，像雾一样集聚在植物表面，由于具有一定的穿透能力，空气流动不能对该物质产生影响。

植物磁信息水机实质上是一台生物孤子加速器，它自身不会发出任何物质，仅仅是靠机械运动作用于弥散在植物或发芽种子周围的生物孤子，使之加速后轰击容器中的水，当生物孤子在水中快速运动时必然会引起水的磁性的变化。水分子具有特殊的立体结构，这对于传递、储存磁信息具有重要作用。水在处理过程中始终处于密闭的塑料容器中，生物孤子可以轻而易举地穿透一般的塑料对水进行作用。

利用绿色植物作为生物孤子的发生源的植物磁信息水机，如分体空调一样由一台饮水机和两台如同台灯状的处理器构成，每个处理器下部各有一盆绿色植物。

植物一般选用生长茂盛、容易培养和管理的大叶黄杨和生菜。大叶黄杨至少需要一年生长大小的植株，每盆可用3~5年，生菜在播种几天后待出土的两片子叶舒展后即能满足使用，每次播种可使用3~4个月。

处理器和绿色植物放置于窗台或窗外，处理器和饮水机之间有两根软管相连。饮水机上有四个水龙头，两个分别与处理器连接，一个与饮水机内部的加热器连接，剩下的一个直接与纯净水相连。

用户可通过四个水龙头选择具有两种不同性能的水和凉、热水。只要保证绿色植物良好生长，就能源源不断地产生出具有植物磁性信息的水。每台植物磁信息水机（杯）配备多个性质差异的加速器，随时可以更换，以满足在不同季节或不同疾病使用。也可以制造成简单的杯子样式，即植物信息水杯，靠支架悬置于盆栽植物上，每次饮用完后再加些水放在架子上就行了，杯子里可加装一个简单的过滤器，可以直接使用自来水或井水。

利用发芽的种子作为生物孤子的发生源的植物磁信息水机，外观完全同一般的饮水机，使用时只需定期每次向内投放几克特定的植物种子即可，每投放一次植物种子可供使用10天左右，可适应于无光照条件的场所。