第3章 认识植物(2)
从结构上分析，一颗天然种子主要由两部分组成：种皮与胚，而人工种子也具备这两部分。通过特定的方法培养植物体细胞得到的胚状体与通过天然的传粉、受精得到的种子的胚一样，在形态、生理、生化等方面的特性完全一致，发育的过程也一样。至于种皮，需要找到人工合成材料或天然材料来充当，它必须能够保护胚状体并且还不能妨碍胚状体的生存与发育。只要获得胚状体和人工种皮，那么就获得了人工种子。人工种子之所以受到如此的重视，是因为它具备独特的优点：通过特定方法可以产生很多胚状体，比如在1升的液体培养液中就可以得到10万个胚状体。这样，人工种子就具备数量多、繁殖快的优势，特别是用于快速繁殖苗术及人工造林方面比用试管苗繁殖更能降低成本和节省劳力；另外，人造种子能保证优良品种永远是优良品种，而天然的优良品种通过天然的方法（传粉受精过程，这是人工不可控制的）得到的后代无法保证它还是优良品种，这就好比英雄的后代不一定还是英雄，而人工种子可以达到这一点；在人工种子里可以加入植物激素促进发育，还可加入有益的农药或微生物进行抗病、抗虫而获得比天然种子更优异的特性。这一切，对农业生产来说，无疑具有重要经济价值。因此，人工种子的研制受到各国关注。
现在人工种子的研制已取得很大进展。1983年11月，美国就研制成功了芹菜人工种子，只是不具有种皮，而约2年后，美国成功研制了带种皮的苜蓿、莴苣、胡萝卜、西红柿、花椰菜的人工种子。法国也宣告甜菜等人工种子的研制成功。我国在胡萝卜、芹菜、黄连、橡胶、水稻等十几种植物中进行了研制并取得较大进展，其中胡萝卜、芹菜、黄连的人工种子在有菌的条件下可萌发并长成小植株。
人工种子的研制前景诱人，法国德马利尔教授乐观地预言：今后人工种子将投入商品化生产，到公元2000年，人工种子将引起农业翻天覆地的变化。目前已有132种植物已诱导出胚状体，它们分属于32个科、81个属。虽然人工种子正处于实验室研究阶段，但随着研究的进展，人工种子用于大田生产将不是遥遥无期的事。
种子的寿命
种子具有寿命，但不同的种子，寿命长短差别很大。新中国建立之初，我国科学工作者在辽宁省普兰店泡子屯附近的泥炭层中，挖出了一些莲子。这一带多年以来就没有人种过荷花，怎么会挖出了莲子呢？经过鉴定，证明这些莲子在地层中已经沉睡大约1000多年了，竟是唐、宋时代的莲子。人们感兴趣的是，这些古莲子还能不能发芽？1951年，人们把古莲种子种了下去。1953年夏季，它们不但萌发了片片碧绿的嫩叶，居然还开出了粉红色的艳丽的荷花。日本的大贺博士在千叶县的低洼沼泽地下发现了沉睡了2000多年的莲子，播种后，也发芽开花结果了，可谓是种子中的老寿星。然而在南美洲阿根廷的一个山洞里发现的3000多年前的一种苋菜种子仍保持着生命力，不得不更让人称奇。最让人觉得不可思议的是1967年加拿大报道的在北美洲北极育肯河冻土层的旅鼠洞中发现的20多粒北极丽扇豆种子，经C14同位素测定，它的寿命至少已有1万年，播种后有6粒种子发芽长成了植株，这是目前所知寿命最长的种子。多年来，人们都认为世界上寿命最短的种子是沙漠中的梭梭种子，它的种皮极薄，极易发芽成苗，兰花种子的寿命也只有几个小时，杨树和柳树的种子的寿命也只有10多天。
为什么种子的寿命有长有短？关键的问题在哪里？原来种子的寿命关键是要使种子的胚保持生命力。种子的萌发只要满足胚对水分、空气、适宜温度等条件的需要就能实现。经科学家研究，种子外表的蜡质和厚厚的角质层都能使种子具备不透性而难以萌发，而长寿种子更是具备不易透水，不易透气的坚硬、致密的种皮。据研究，豆科植物种子寿命较长的原因很可能就是具备不透性的原因。在豆科植物种子的种皮中，存在种皮栅栏细胞角质层，莲子外面的果皮是坚硬的硬壳，里面存在着一种叫马氏细胞明线的物质引起不透性，再加上致密的细胞壁，更不易透水透气。种子的胚得不到充足的水分和氧气，生理活动微弱，就处于休眠状态而成为长寿种子，一旦种皮破坏，胚得到萌发条件就会打破休眠状态而萌动。
有人认为影响种子寿命的最主要的因素有两个，一个是种子的含水量，一个是种子的温度。含水量与温度降低则会延长种子的寿命。人们在实践中也发现调节短命种子的贮藏温度和湿度，寿命会相对延长，例如只有几小时生命力的梭梭种子，若在适宜条件下能保持1～2年的发芽力，带翅种子贮存7个月后才失去生命力。
由此可见，所谓短命种子只是贮存条件的不适宜而造成的，合适的贮存条件可延长种子的寿命，这在农业和林业生产上都具有重要意义。
种子的传播
植物为了传种接代，在数亿年漫长的生长过程中，各自练就了一套传播种子的过硬本领。植物的果实种子成熟后，有的自然落在母株周围萌芽生长；有些却远走高飞，做远程旅行，以扩大其种族领域。但它们既无能够奔跑的腿脚，又无像鸟类飞行的翅膀，何以会做远程的旅行呢？我们说，生物总是按适者生存的自然法则来生存和发展的，它们具有适应远程旅行的不同形态和结构。
你可能认识指甲花（又称凤仙花）吧，它的花可染红指甲，其果实呈椭圆形，成熟后只要碰它一下，它就会怒不可遏：5片果瓣即刻裂开，并急剧向内弯卷收缩，将种子向四面八方弹出，远达1米以上。因此，指甲花的种子有急性子（中药名）之称。
还有一种热带地区的沼泽草木樨，也是名副其实的炮兵植物，其果实成熟时骤然裂开，声响如炮，同时射出种子，有效射程达15米。有一种喷瓜，果形与黄瓜相似，因为它具有疯狂的袭击能力，所以又叫它疯黄瓜。其果实成熟时就变成粘性液体，给果皮以巨大的压力，一旦遇到外力碰撞或果熟脱落时，果皮就突然开裂，粘液和种子一齐喷出，射程可达6米。
蒲公英、一品红等，它们的果实又轻又小，头顶长着许多毛，只要一阵轻风吹拂，就可腾空而起，展翅翱翔。而像柳树等植物，则借种子上许多细毛的浮力飘舞于空中，一到三四月间春风送暖之际，大街小巷便到处纷纷扬扬，飘下许多的柳絮伞兵。还有松树、榆树、臭椿等的种子，则以它们特有的翅膀，乘风展翅高飞，远航至异乡落户。
伴鸟飞天的种子非常多，如稗草、榕树、桑寄生等都是。它们的种子都有很坚硬的种皮保护着，并分泌出许多粘液附着在种皮上，一旦飞鸟啄吃这些种子后，种子就滑进了鸟的腹肚中，就像乘坐民航飞机一样，旅行到很远很远的地方去。随着鸟粪的落地，它们的旅行才告结束。还有许多像莲等植物的种子，是靠在水中流动、随波逐流的方法传播种子，繁殖后代的。此外，还有许多植物的种子上面生有不少的钩、刺等，借此来搭乘在其他物体上进行传播。如苍耳把它种子上的钩刺钩挂在动物的毛皮或人的衣物上，借以远距离地散布种子。鬼针草的弟兄们则是以果顶上的倒生刺毛，倒挂在衣物上来传播的。所以，不管人或动物，只要掠过它们的旁边，它们就会用毛、刺、钩、针等特有的旅行搭乘器，钩刺在过路者的毛发或衣物上，作免费旅行。
各种外形美丽，味道香甜的水果，如桃、梨、苹果、葡萄等，也有各种鸟兽自愿为它们担当传播种子的任务。这些水果虽然牺牲了甜美的果肉，却达到了传播种子的目的。人们的运输活动和吃果后随地乱抛种子等，实际上也都帮助了种子的传播。
种子的力量
你知道种子的力量有多大吗？石块下面的小草，为了要生长，它不管上面的石头有多么重，也不管石块与石块中间的缝隙怎么窄，总要曲曲折折地、顽强不屈地挺出地面来。它的根往土里钻，它的芽向地面透，这是一种巨大的力量。至于树种的力量就更大了，它能把阻止它生长的石头掀翻!一颗种子可能发出来的力，简直超越一切。你知道种子能剖开头盖骨吗？
人的头盖骨结合得非常致密，非常坚固。
生理学家和解剖学者，为了深入研究头盖骨的结构特征，曾经用尽了各种方法要把它完整地分开，但都没有成功。
后来有个人，受了种子被压在石块下面而顽强钻出石块的小草的启发解决了这个难题。植物种子的力量既然这么大，可不可以用它来剖开头盖骨呢？他认为这是可能的，于是他就把一些植物的种子放在头盖骨里，配合了适当的温度和湿度，使种子发芽。发芽后的种子，就产生了足够的力量，它竟然钻到头盖骨几乎密不可分的缝隙里，使劲地往出钻，往出长。这样，一切机械力量所不能做到的将骨骼自然结合分开的事情，小小的种子办到了。它不仅把人的头盖骨分开了，而且解剖得脉络清楚，从而解决了人们研究头盖骨的一大难题。
根的种类
不同植物的根，形态不一样。
不知你见过大豆、棉花、苜蓿的根没有？它们的中间有一条又粗又大又长又直的根，称主根，很容易找到，在它上面又长出有许多杈杈。主根是种子萌发时，首先冲破种皮伸出来的白嫩的胚根发育成的，也就是说，现在菜市场上随处可见的黄豆芽、绿豆芽，把其埋在土壤中继续生长发育，就能形成黄豆或绿豆植株的主根，上面的杈杈叫做侧根。
像这类能分出主次的根叫直系根。
但是玉米、小麦、水稻的根就很难分出主次根来，看起来像白胡子老头的一蓬胡须，粗细、长短相差不多，这样的根是怎么形成的呢？原来这类植物的种子萌发时，胚根很早就枯萎，只发育出大丛的须根，其实是从茎的基部产生出的不定根。这类根叫须根系。
还有一些植物的根，是变态根，跟上面的两类根完全不一样，功能也起了变化，例如各种萝卜，它们本身就是植物的主根，这种主根变得多肉、肥大，里面贮藏了大量的水分和营养。萝卜的营养非常丰富，被誉为小人参。
秋海棠的叶子插进土壤里就会长出根来。像这种从枝或叶上长出的根叫不定根，它不是从主根或侧根上生出的根。
常言说：独木不成林。独木真的不能成林吗？西双版纳森林里的大榕树，树冠非常庞大，枝干向下生出许多不定根垂到地面，入土后逐渐发育成枝干那样粗的支持根，支持着那庞大的树冠。其中有一棵大榕树的支持根形成的树林占地竟达6亩。世界最大的一株榕树产在孟加拉，其支持根支持的树干可覆盖15亩左右的土地。这是多么奇特的独木成林自然景观啊。
还有一种根和土壤中的微生物生活在一起，那是长根瘤的根和菌根。
有一种植物很特殊，它吸附在其他植物体上，吸收别的植物养料，像兔丛子，它没有叶，它的茎顶尖旋转缠绕到其他植物体上，它的茎上面长出一个小疖，刺到别的植物体的茎或叶中，掠夺别的植物的营养和水分，导致别种植物的死亡，真是软刀子杀人不见血。这个小疖称假根，是一种寄生根。根之力纤纤弱弱的植物根，生长在坚实大地的怀抱之中，令人不可思议，柔软的根是怎样钻到土地里面去的呢？
原来根在自己的头上（根尖）戴了一顶帽子，当然是细胞做成的，叫根冠，帽子里面是有增生新细胞能力的总部，叫做分生组织，总部的细胞迅速分裂，细胞数目急剧增多。这样根渐渐生长，不断在土壤内深入。在根的生长过程中，根冠始终作为根的开路先锋，保护着幼嫩的新生的细胞。由于在前进中，沙石土粒的碰撞，使根冠不断被磨损，不断地剥落，根冠一直分泌粘液，使土壤变得润滑，便于根的延伸。与此同时，分生组织又随时派遣一部分细胞制造出新的帽子——根冠，代替剥落、磨损了的根冠，严密地保护着分生总部，真可谓前仆后继，永往直前。
这个推动根前进的动力区（分生组织）并不大，它始终是根冠后面的薄薄一层，总共才有2～3毫米。
根生长的第二个力量，是在根分生组织后面的延长部，又叫伸长区，这部位细胞最初呈球形，后来渐渐伸长成圆柱状。细胞共同伸长的力量很大，它们共同形成的撑力迅速增长了根的长度。
伸长区之后是根毛区，这部分细胞渐渐分化成不同形态和功能的细胞，然后各司其职，各行其事，这种变化也起到延长根的效果，成为推动根深入土壤的第三个力量。
根的分生组织、伸长区、根毛区的细胞分裂、细胞延长的力量便是不可阻挡的生命力量，就是这种力量使纤弱的根克服硬土的阻挡，而伸展于大地之中。
植物的嘴巴
植物也有嘴巴吗？当然，植物若没嘴巴，一颗小小的种子怎么能够长成参天大树呢？那为什么看不见呢？一个原因是植物的嘴巴非常秀气，比樱桃小口一点点儿还要小上千倍百倍；另一个原因是植物的嘴巴是藏在地下的，自然就难以看到了。不信？你看：
1648年，比利时科学家海尔蒙特把一棵25千克重的柳树苗栽种到一个木桶里，桶里盛有事先称过重量的土壤。在这以后，他只用纯净的雨水浇灌树苗，为了防止灰尘落入，他还专门制作了桶盖。5年过去了，柳树逐渐长大了。经过称重，他吃惊地发现，柳树的重量增加了80多千克，土壤也减少了不到100克。
那么减少的100克土壤到哪里去了呢？显然是被植物体给吃掉用于自身的生长了。
生活在土壤中的是植物体的根，植物体是靠根来吃东西的，那么主要是靠根的哪部分来吃的呢？植物是靠根毛区的根毛来吃东西的。
根毛是根毛区的外层细胞即表皮细胞产生的一种特殊结构，是由幼根尖端的表皮细胞向外突起产生的。
根毛样子像什么呢？把它放在显微镜下看看，简直像从细胞外壁伸出来的外端封闭的瓶子。
根毛的长度由015毫米到1厘米，直径为百分之几毫米。在形成根毛的吸收表皮上，布满一层胶粘的物质，能把根毛和土壤胶粘在一起，这是因为许多植物的根毛壁都含有一种胶质，所以若是把一株苗从土壤中拔出来，常常会看到被根毛紧紧缠绕住的土块。
那么，植物的根上有多少根毛呢？多极了，每平方毫米上都有数百条根毛，有的能达到2000多条。
每一条根毛就相当于一张嘴，这张嘴长得奇特，因而吃起东西来也特别。
一般来说，一株玉米从出苗到结实所消耗的水分，要在400斤以上；要生产1吨小麦籽粒，植株需要1000多吨水，那么水是怎样进入到植株体内的呢？