白 石
舉家出去旅游一星期,回家一看,陽臺(tái)上的盆花由于沒有人澆水而干死了。同樣,在一些缺水的區(qū)域,莊稼也面臨“渴死”的危險(xiǎn)。然而在以色列的沙漠地區(qū),有一種綠色植物能在長(zhǎng)期干旱的環(huán)境中長(zhǎng)出碩大的葉片,并能開花結(jié)籽。它們?yōu)楹斡腥绱顺瑥?qiáng)的抗旱本領(lǐng)呢?奧秘在于它們進(jìn)化出一套自我收集微弱水汽并進(jìn)行灌溉的生物系統(tǒng)。
這種能夠進(jìn)行自我灌溉的植物叫沙漠地黃,主要生長(zhǎng)在以色列的內(nèi)蓋夫沙漠。沙漠地黃是世界上已知的唯一一種能夠自我收集水汽進(jìn)行灌溉的植物。植物大多是“靠天吃飯”,雨水充沛,它們就生長(zhǎng)良好,在干旱的時(shí)候它們就死亡、暫時(shí)“休眠”或者極其緩慢地生長(zhǎng),而這種能夠自我灌溉的沙漠地黃卻無論在什么情況下都能茁壯成長(zhǎng)。
沙漠地黃之所以能夠收集水汽,主要得依靠它葉子上的獨(dú)特結(jié)構(gòu)。沙漠地黃有幾片碩大的葉子,葉片緊貼根部四散生長(zhǎng),葉子表面疙疙瘩瘩,而且葉子上還有許多“溝壑”。這使得沙漠地黃的葉子有些像山脈,突出的“疙瘩”就像是山峰,可以收集空氣中微量的水汽,這些水汽在“疙瘩”上聚集成小水滴。
沙漠地黃的葉子表面雖然疙疙瘩瘩,但是葉面有一層蠟狀物質(zhì),就像荷葉的葉面一樣,可以讓水在葉片表面順利流動(dòng)。當(dāng)小水滴在沙漠地黃的葉子表面聚集到足夠大的時(shí)候,就在重力的作用下掉入到葉片上的“溝壑”中,并順著“溝壑”流到根部,起到自我灌溉的效果。
以色列海法大學(xué)的植物學(xué)家吉蒂·尼爾曼等人多年研究這種奇特的沙漠植物。他們經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),每株沙漠地黃的平均年集水量為4.2 L,足夠提供沙漠地黃的正常供水量。他們甚至還發(fā)現(xiàn)一株最大的沙漠地黃,一年居然可以收集43.8 L水。
內(nèi)蓋夫沙漠地區(qū)降雨稀少,年平均降雨量只有75 mm。即使在這樣惡劣的條件下,沙漠地黃也能順利生長(zhǎng)。進(jìn)一步研究表明,由于沙漠地黃是把水直接運(yùn)輸?shù)礁?,所以它們收集到的水?huì)滲透至地表以下10 cm處,可以有效地澆灌植物,這要比落在沙漠土壤表面的水滲透幅度深1 0倍。
沙漠地黃是沙漠中少有的一種大葉片植物,而且它們開出的花朵也十分鮮艷,為枯燥的沙漠增添了少有的亮色。沙漠地黃是一種需要保護(hù)的珍稀植物,因?yàn)樗鼈儾荒芟衿渌参锬菢映善L(zhǎng),而是稀稀拉拉地分布在沙漠之中,總量不過幾千株。
研究人員希望能夠破解沙漠地黃中主宰葉片“疙瘩”和“溝壑”結(jié)構(gòu)的基因,以便把這種基因移植到其他植物中,開發(fā)出更多適合在沙漠或干旱地區(qū)生長(zhǎng)的綠色葉片植物,讓干旱缺水地區(qū)的人們能收獲到更多的蔬菜和糧食。當(dāng)然,園藝學(xué)家也可以培育出更多的抗旱盆花,讓那些因?yàn)榉N種原因不能照顧盆栽花的人也能享受到養(yǎng)花的樂趣。而工程學(xué)家則希望學(xué)習(xí)沙漠地黃的葉片結(jié)構(gòu),開發(fā)出為干旱地區(qū)人們提供飲用水的集水系統(tǒng)。