植物也愛分叉路?解密它們分枝的智慧與策略-新華網
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2024 08/29 16:27:49
來源:科普中國

植物也愛分叉路?解密它們分枝的智慧與策略

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植物為什么會有分枝?

與動物不同,植物通常扎根于大地,為應對各種不良事件,植物在漫長歲月里進化出獨特的生存機制。分枝,是植物自我生存保護的重要方式之一。

首先,開枝散葉有助于植物的生長和繁殖,即使一部分枝條受損,也可以保證整個植株正常生長。其次,植物不同的分枝方式能夠最大程度地讓自己適應環境。發達的分枝系統,能讓植物盡可能地利用水分、養分、光線等資源。而在特定條件下,植物也會根據環境條件自主選擇最適宜的分枝方式來確保自身能夠活得很好。

植物有哪些分枝方式?

不同植物有其獨特的分枝方式,也打造出多姿的植物形態。

有的木本植物主干很顯著,是由頂芽不斷向上生長而形成一個具有明顯優勢的主軸,而分枝的伸長和加粗都比主干要弱很多。比如我們路邊見到的白楊樹就是最典型的例子。多數裸子植物,如落葉松、水杉,都屬于這種類型。有些寒帶的針葉樹因為有明顯的主莖,而且分枝很聚攏,產生類金字塔的結構,這有利于防止熱量的散失,也可以防止因為大雪壓頂而導致樹枝折斷。

有的木本植物主干不明顯,頂芽在一段時間后生長遲緩或死亡,由緊接著下方的側芽接替使命,形成粗壯的側枝,再生長一段時間后,生長優勢又轉向下一級側枝,如此反復,這種主干由許多側枝聯合組成,這種分枝形式叫合軸分枝,如蘋果樹,有利于占據更多的空間,結出更多的果實。在具有對生葉的植物中,分枝方式稍有不同,在頂芽停止生長后,下面的一對側芽同時生長,形成兩個叉狀側枝,新生枝的生長活動與母枝相同,如丁香樹,是典型的假二叉分枝——合軸分枝的特殊形式。

禾本科草本特有的分枝現象叫做分蘗。如水稻和小麥,會在地面下或者近地面處產生膨大富有營養的分蘗節(即著生分蘗的部位),在這些分蘗節上產生具有不定根的分蘗。能夠抽穗結籽的稱為有效分蘗,反之稱為無效分蘗。

分枝是如何形成的?

植物分枝的形成包括兩個關鍵步驟。

首先,葉片的基部(葉腋處)能夠形成包含一些干細胞團的分生組織,稱為腋生分生組織。

關于腋生分生組織的形成有兩種不同的模式假說:一種模式認為腋生分生組織直接來源于植物最頂端生長點的細胞,就好像一個早早混跡于大隊伍中打下埋伏的戰士,只是默默在等一個合適的時機實現獨立,去形成一個新生長點。

另外一種模式認為,腋生分生組織是來源于分化的葉細胞,從一出生就獨立于頂端生長點,而生于葉的腋窩處。這些腋生分生組織一旦接到指令,活躍起來,加快分裂,就會產生我們肉眼可見的腋芽;接著,腋芽在合適的條件下繼續生長形成分枝。

而外界環境不適宜的時候,腋芽也會選擇停止生長,成為休眠芽。因此腋生干細胞的活性以及腋芽的活性是決定植物分枝形成的關鍵。

了解植物分枝,應對日常生活

我們知道了植物分枝受什么因素影響,就可以很好地利用這一點管理花草以及果蔬的種植。根據不同的需求,不同植物需要選擇符合自身利益最大化的適宜分枝數。

對于大多數農作物來說,適當的分枝/分蘗有助于植物與雜草的競爭、增加果穗的數量,但太多的分枝/分蘗又會導致通風不良,極易使作物發生病害,造成徒長、拉低作物的產量。

根據果實形成的特點以及我們的種植目的,不同作物的分枝需要不同的管理模式,比如普通玉米需要通過減少分枝/分蘗來改良地上結構,做到優生優育,提高其經濟效益。

【糾錯】 【責任編輯:孫曉倩】
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