延伸:印度天南星的变性现象

更新时间:2015-11-07 08:12:51

延伸:印度天南星的变性现象

印度天南星

大千世界,无奇不有。近年来,人体变性似乎已成为人们茶余饭后议论的话题之一。其实,在低等动物群体中,变性是一种常见的现象。脊椎动物中的鱼类,也存在着由于雄性与雌性的竞争而产生的变性现象。如黄鳝幼小时,都是雌性的,长大以后则全部变成雄性,等等。令人感到惊讶的是,植物界中也存在着变性现象。

印度天南星就是为数不多的变性植物之一。它是一种生长在温带和亚热带地区的林下或小溪旁的多年生草本植物。它雌雄异株,且有雄株、雌株和无性别的中性株三种类型。有趣的是,这三种植株可年复一年的互相转换性别,直到死亡为止。在通常环境条件下,它生长的第一年,一般全为雄株;当长得较大超过一定的高度时,就转变为雌株,如果环境变得恶劣,如连续干旱,土壤肥力不足等,其性别又会逆转,由雌性变为雄性。

当环境条件好转后,又再变为雌性。根据印度天南星性别变化与植株体型大小密切相关的现象,科学家提出雌雄植株的体型优势模型。该模型表明,雌株往往高于雄性和中性株。在一定高度范围内的植株,都可以发生性别变化。

印度天南星能随环境条件而改变性别的特性对其生殖有重要意义。植物在开花,尤其是在结实时需要以消耗大量营养物质为代价,具有体型高大的植株才能制造更多的养分供结实需要,所以大型植株多为雌株,这样,小型植株多为雄株。前一年为雌株的大型植株,由于结实消耗了大量的营养,第二年便又变为雄株。当环境恶劣时,雌株没有足够的养分开花结实,如果它们转变为雄株,便可以使相距较远、生长在环境较好地方的雌株有较多机会获得花粉。至于中性植株的存在,也是由体内营养物质决定的。而且同样与环境条件有关。当它既不能变为雌株,又不“甘心”变为雄株时,就只好暂为中性了。

由此可见,高等植物的性别并不像动物那样,在胚胎时期就已决定,而要在其生长、分化和发育成熟后的某个阶段才能确定。因此高等植物的性别分化具有不稳定性。外界环境条件如营养、温度、湿度、日长、光强、植物激素等因素都对其有不同程度的影响。掌握了植物的这种特性,对那此较易改变性别的植物进行研究,通过适当的改变外界环境条件,就可以有效地控制一些植物的性别,使之向美人们意愿的方向转化。如黄瓜多施氮肥、浇水,提高室内气温,就可我开雌花多结瓜;大麻少施氮肥多施钾肥,可多得雄株,等等。

研究植物性别形成的本质,寻找控制性别的途径,是探索植物世界奥秘的热点之一。目前,这方面的研究还在不断深入。不久的将来,如果人类能去控制植物的性别,成为大自然的主人,农业生产将会更上一层楼。