有性生殖耗尽植物的营养会导致什么症状?
早在20世纪40年代,科学家们就认为衰老是由有性生殖中植物营养的耗竭引起的。很多实验都指出,摘除植物的花和果实可以延缓或阻止叶子的衰老,但问题并没有那么简单。
如果有兴趣,不妨做个实验。在大豆的开花季节,每天都要摘除正在生长的花芽,你会发现,没有花芽的大豆比没有花芽的植株衰老明显延迟。进一步观察还发现,许多植物叶片的衰老发生在开花结实之前。例如,当雌雄异株菠菜的雄花形成时,叶子开始衰老。
随着研究工作的逐步深入,现在已经知道,在叶片衰老过程中,叶片的蛋白质含量、核糖核酸含量和光合能力显著下降。在电子显微镜下,可以看到叶片衰老时叶绿体被破坏。这些生理和细胞学变化是衰老的基础,叶片衰老的最终结果是落叶。
从形态解剖学的角度,发现落叶与离叶柄基部较近的特殊结构——分离层有关。在显微镜下,可以观察到离层中的薄壁细胞比周围的细胞小。在叶片衰老过程中,离层及其相邻细胞中的果胶酶和纤维素酶活性增加,导致整个细胞溶解,形成自然断裂面。而叶柄中的维管束细胞不溶解,因此衰老枯叶仍附着在枝条上。然而,这些维管束非常纤细。秋风一吹,它们抵挡不住,断了筋骨,整片叶子摇摇晃晃地落在地上。