微胶囊悬浮剂入水前后:是谁操纵植物的生长方向？?

阳光，刺激生长素的分布

阳光！

谁在操纵植物的生长方向

植物对周围环境的反映 ，最奇妙的莫过于它的生长方向。比如向日葵总是围绕着太阳转，又如一
粒小小的植物种子从萌芽开始，它就知道：根部应该往地下生长，而茎干则伸向天空。这是一个极
普通的现象，可植物为什么这样生长，要回答还真不容易呢。
向日葵，是人人熟悉的植物。清晨，当太阳从东方生起时，它会自然而然地迎向东升的旭日；当
日落西山时，它又转向西方，仿佛在欢送着太阳离去 。
早在100多年以前，英国著名生物学家达尔文，就在对 向日葵 围绕太阳转的现象发生了兴趣。
他很想知道其中的奥秘，便做了一系列实验，其中有个实验很简单，但很说明问题。
达尔文在房间里培育了花草，当幼苗从盆中破土而出后，都会朝着透光的窗子那边倾斜，很显
然，光线对植物的生长方向有关系。达尔文感到很奇怪，植物的向阳生长究竟受什么控制？
根据直觉，这种奇怪的东西可能在植物顶芽附近。于是，达尔文把幼芽的顶部削去一块，结果情况
完全变了，幼苗虽然还朝上长，但再也不会弯向太阳光方向了。这个使达尔文相信，在幼苗的顶
端，肯定有一种神奇的物质在操纵植物的生长方向。很可惜，在当时的研究条件下，还没等达尔文
发现这种物质，他就与世长辞了。
关于植物生长方向的研究，却一直也没有停止，其他科学家仍在探索中的奥秘。直到1926年，
人们终于找到了这种神奇的物质。
发现者是美国的植物学家温特，他做了这样一个实验，就是将植物的胚芽鞘进行了特别处理，从中
分离出一种新奇的化合物，取名为植物生长素。生长素最大的作用是指挥生长。它在植物物体中，
根据所处的环境条件不同，如不同的光线、不同的温度、不同的地点等，及时“发布”命令，决定
植物各个器官应该怎样生长，或者生长到什么程度最适宜。由于生长素对胚胎的反映很敏感，当胚
芽鞘受到光照时，它就聚集到阴面的一侧，这样，生长素的增长和积累，就使阴面部分生长大大加
快，而受光部分则由于缺少生长素而生长较缓慢，结果导致弯曲发生。温特断言，植物茎或叶片的
弯曲，完全是因为生长素在组织内的不对称分布而造成的。
植物的向光性生长是由于生长素控制的，那么，它又是怎样懂得“上”和“下”的概念呢？又是
由什么力量促使它选择根朝下、茎朝上的生长方向？科学家们首先想到的是重力，他们认为，地球
的引力肯定是影响植物生长方向的重要原因。
人们开始在宇宙空间站栽培植物，看看植物是否还知道“上”和“下”的概念。从理论上说，在
太空失重的环境下，再加上一天24小时都有充沛的阳光，植物生长的条件比地球上优越得多。科学
家期望，空间站能结出红枣一样大小的麦粒，西瓜般的茄子和辣椒。但最初的实验结果实在糟糕透
了。
那是1975年在前苏联“礼炮——4”号宇宙飞船上，宇航员播下小麦种子后，一开始情况良好，
小麦出芽比在地球上快得多，仅仅15天，就长了30厘米长，虽然是不懂“上下”、没有方向目标
地乱长，但终究是一个可喜现象。可是在这之后，情况越来越不妙，小麦不仅没抽穗结实，反而枝
叶渐渐枯黄，显示出快要死亡的症状。
很显然，给植物生长造成麻烦的关键是失重。为什么植物对重力这么依恋呢？按照温特的生长素
理论可以这样解释：长期生活在地球上植物，形成了一种独特的生理功能，当它受到重力刺激时，
在植物组织下部的生长素含量会大大增加，于是就使植物的根朝下生长，而茎则朝上生长。一旦失
去了重力，生长素无法汇集在适合的部位，使幼茎找不到正确的生长方向，只能杂乱无章地向下伸
展，最终导致死亡。
如果解决了失重问题，是不是能使生长素回归合适的位置呢？科学家决定进行深入的实
验。

要解决失重问题，最直接的方法是建立人工重力场，但在小小的空间站用这个办法，实在很难行
通。这时，有个名叫拉西克夫的前苏联生理学家提出一个建议，他说：“电对整个世界起着巨大的
作用。在地球表面，每时都通过事物的茎和叶，向大气发射一定量的电子流。这时植物营养成分和
水的供应产生很大影响。另外，地球上的土壤和植物之间，存在着明显的电位差，有利于植物从土
壤中吸收营养。在失重情况下，植物与土壤中之间没有了电位差，也不在向空中发射电子流，所以
就难以生存了。根据这个建议，科学家设计了一种转向器，每两秒中改变一次方向，也就是在两秒
钟内，植物从正常状态到反方向。这就相当于在失重状态下，植物没有了“上”和“下”之分。回
向器上的两个葱头，一个被通上电源，受到一定的电压刺激，另一个则不通电源。结果，那个没接
通电源的葱头，到了第四天。便出现叶子开始向四处分散的现象，杂乱无章；又过了2天，叶子出
现枯黄萎缩，趋向于死亡。而另一个受电刺激的葱头，恰恰与它的伙伴相反，就向长在菜田中一
样，绿油油的，显得挺拔而粗壮。
后来，科学家们将这两只葱头调换，不到一星期，奇迹发生了。那只快要死去的葱头，脱去了枯
萎的叶片，重新长出新嫩绿叶；而原先充满生机的葱头，因为失去了电刺激，很快停止了生长，叶
梢变得卷曲。
电刺激实验的成功，不仅给宇宙员带来福音，使他们能吃到新鲜的蔬菜瓜果，同时也使科学家对
植物生长方向受谁控制的问题，有了更深刻的了解。
正当大家都把注意力在植物生长素身上时，美国俄亥俄州州立大学的植物学家迈克*埃文斯，提
出一个崭新的理论。他认为，无机钙对于植物的生长方向，起着举足轻重的作用。因为他在研究中
发现，植物在弯曲生长过程中，无论是根冠下侧部位，还是芽的上侧部位，都存在着高含量的无机
钙。那么，无机钙又是如何使植物辨别方向的呢？
埃文斯解释说，因为根冠内有极为丰富的含淀粉体的细胞，而淀粉体是一种贮存大量无机钙的场
所，在重力的作用下，淀粉会把内部的钙送到根冠下侧。这时，如果用特殊的实验手段去阻止钙的
移动，植物马上会表现出不正常的生长方式。同样，植物的芽虽然没有冠部，但也含有丰富的淀粉
体，淀粉体也能将内部的钙送到上侧细胞里。由于细胞的上端和下端之间，有不同的电荷，两端电
荷的不一致引起细胞化。结果，大量被极化的细胞排列在一起，总电荷就很强，足以能吸引任何相
反电荷的钙原子，驱使它们在体内移动，引导植物的茎干总是向上生长，根朝下生长。
由谁控制植物生长方向？这种神奇的力量取决于什么是无机钙？或者是兼而有之？目前依然是一
个有待于探索的谜。