奇妙的大自然-第35章

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柳树的体重不是来源于土壤。从而得出植物的重量主要不是来自土壤而是来自水的结论。遗憾的是，他没有认识到空气对植物生长的妙用。

　　　　1771年，英国的普里斯特利发现植物可以恢复因蜡烛燃烧而变“坏”了的空气。他做了一个有名的实验，他把一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分别放到密闭的玻璃罩里，蜡烛不久就熄灭了，小白鼠很快也死了。接着，他把一盆植物和一支点燃的蜡烛一同放到一个密闭的玻璃罩里，他发现植物能够长时间地活着，蜡烛也没有熄灭。他又把一盆植物和一只小白鼠一同放到一个密闭的玻璃罩里。他发现植物和小白鼠都能够正常地活着。于是，他得出了结论：植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的空气。

　　　　1779年，荷兰的英恩豪斯证明只有植物的绿『色』部分在光下才能起使空气变“好”的作用，也就是植物能制造“氧”。1804年，法国的索叙尔通过定量研究进一步证实二氧化碳和水是植物生长的原料。1845年，德国的迈尔发现植物把太阳能转化成了化学能。1864年，德国的萨克斯发现光合作用产生淀粉。他做了一个著名的实验：把绿『色』植物叶片放在暗处几个小时，目的是让叶片中的营养物质消耗掉，然后把这个叶片一半曝光，一半遮光。过一段时间后，用典蒸汽处理发现遮光的部分没有发生颜『色』的变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝『色』。这一实验成功的证明绿『色』叶片在光和作用中产生淀粉。

　　　　1897年，人类首次在教科书上使用“光合作用”这一名词。

　　　　至此，人们终于弄明白，柳树增加的物质主要是碳元素，水是由氢元素和氧元素化合而成的，碳元素是不可能从水里来的，它只能来自空气，因为只有空气中含有大量的二氧化碳。这是一种由人和动物呼出的气体。这样，人类才知道柳树是“吃”了二氧化碳才逐渐成长起来的。

　　　　也就是说，阳光照『射』在绿叶上，绿叶可以通过光合作用把太阳能转变成体内的生物能。根据绿叶光合作用原理，科学家结合人体肤质特点，研制出了一种智能型仿生护肤产品。这种护肤化妆品在白天使用，使肌肤不仅不怕阳光照『射』，反而可以把太阳能转化成有效营养成分，促进肌肤细胞再生；在夜里，活『性』聚湿因子可以凝聚空气中的湿气，滋润皮肤，使肌肤不会缺水，水分充足，肌肤就显得嫩滑，闪动着光泽。它具有生物技术、抗衰老和保鲜包装三大特点，代表了21世纪化妆品的发展方向。

　　　　虽然人类发现植物的光合作用已有一个多世纪，它的作用原理也大体知晓，但它是一个极复杂的过程，许多关键步骤人类还不能完全『摸』清楚，因此“植物是怎样利用阳光的”仍是20个至今没有解决的最大科学难题之一。不过，人工模拟光合作用一直是科学家们梦寐以求的理想，而且一直在努力：一是希望模拟绿叶利用太阳光把二氧化碳和水转变成碳水化合物，为人类提供人造粮食；二是希望用光合反应分解水、放出氢的道理，能够从阳光中获得能源物质，利用“人造叶片”生产新能源，一旦成功，人类的燃料中将会大部分来自这种“人造叶片”，它也将改变世界能源结构，引发一场动力工业革命。

　　　　植物的光合作用，给了我们食物和生命，也给了我们充满希望的发明创造的前景！

　　　　【小档案】

　　　　在距今20亿至30亿年以前，绿『色』植物在地球上出现并逐渐占有优势以后，地球的大气中才逐渐含有氧，从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。据测定，每一平方毫米的植物叶子上约有100个气孔，一片白菜叶上约有气孔1000万个。二氧化碳正是被这些气孔“吃”掉的。据计算，地球上的绿『色』植物每天可生产约4亿吨蛋白质、碳水化合物和脂肪，同时向空气中释放出约近5亿吨的氧。

第一百二十五章　人非草木，孰能无情——含羞草与小肠内视镜（）　
小问号

　　　　在我们的心目中，植物与动物不同，没有眼睛、没有耳朵、没有嘴巴，也没有神经系统，没有肌肉，是不会感知外界的。然而，含羞草属于另一类，它与一般植物不同，一旦轻轻地触及到它那羽『毛』般纤细的叶子，就会含羞地悄悄收拢起叶片，仿佛初涉人世的少女，因纯洁、朴实而忸怩、娇羞……含羞草的“害羞”，令人类着『迷』，科学家受此启发，制造了一种小肠内视镜。想一想，这项发明的奥秘在哪里？

　　　　俗话说，“人非草木，孰能无情。”反过来说，草木是没有情感的，它不会有自己的喜怒哀乐。那么，为什么我们用手指轻轻地触靠含羞草的叶片的时候，它会含羞似的立即把细长的叶片合拢起来，而且触动的力量越大，合得越快，整个叶子都会垂下，像有气无力的样子，整个动作在几秒钟内就得以完成。这是为什么呢？是不是在表达一种无奈，或反抗的情感？或者是一种因含羞而逃避的特有方式？

　　　　含羞草的叶片在外界刺激下会自动闭合的现象，让生物学家深深着『迷』，经过长期观察、解剖才发现其中的奥秘。原来，含羞草的叶栖基部，有一个薄壁细胞组织叫做“叶褥”，平时里面充满了足够的水分。当叶片受到刺激时，薄壁细胞里的水分，在植物电的指令下，立即向上部与两侧流去。由于叶片的重量增加，就产生了叶片闭合，叶柄耷垂的现象。含羞草植株纤细娇弱，在长期的自然选择中，才形成这种“自卫”本领或特殊的表达方式呢。

　　　　受到含羞草闭合运动的启发，日本奥林巴斯公司的科研人员研制出了一种可以伸到小肠里的内视镜。这种内视镜的筒状部分使用了一种与含羞草叶片表面结构相似的弹『性』膜材料，它在肠道『液』体的压力下，会沿着轴向自动伸长或者弯曲，从而使得内视镜的筒状部分与肠道保持统一形状，从而减少检查中肠道的排异感。小肠内视镜除了是一种检查工具之外，还是一种治疗『性』工具，对于小肠正在出血的病患可作为止血工具，对于小肠息肉则可作为息肉切除工具，为治疗小肠疾病带来了极大方便。

　　　　【小档案】

　　　　据美国学者证实，植物在缺水时会发“牢『骚』”，会“叫喊”如“我渴了”，但那是一种“超声波”——植物运送水分的维管束因缺水而绷断时发出的，苹果树、橡胶树、松树、柏树等在渴时都会发出这类“超声波”。然而，这种声音很低，比两人说悄悄话的声音还要低1万倍。现在，意大利科学家还发明了一种能与植物“对话”的对讲机。当然，这种对讲机目前只能辨别植物发出的“热”、“渴”等几个简单的词汇——这种单词就是植物在不同环境下发出的如超声波一样的特殊信号而已。

第一百二十六章　并非多余的废物——秸秆与夹心板（）　
小问号

　　　　秸秆对生活在农村的人，或者有农村生活经历的人，都是非常熟悉的，它散发出的那种特有的泥土气息让我们心醉神往，如诗如画。秸秆，通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其他农作物在收获籽实后的剩余部分。随着科学技术的发展，秸秆的综合利用也日益受到人类的重视，创造了许多造福人类的财富。不仅如此，专家们还受到秸秆的启示，发明出夹心板、自行车的车架等。想一想，这些发明是怎么样诞生的？

　　　　世界上没有废物，只是摆错了地方，或者没有挖掘出它的潜力而已。秸秆正是这样。

　　　　在收获完的田里，秸秆静静地站立在那里，或者横七竖八地躺在大地的怀抱，成熟后沉甸甸的羞涩、喜悦已经渐渐远去，生命似乎只剩下这些光秃秃的沮丧了……其实不是这样，它的身体结构对人类的发明创造还是功不可没的。

　　　　秸杆主要成分是粗纤维，外壁是质地坚韧的木质素，它可以有效保护内部质地柔软的纤维组织，免遭微生物攻击，还起到固定根系、支撑枝叶或果实的作用。根据秸杆的结构和质地的特点，建筑专家发明了夹芯板。

　　　　那么，夹芯板是一种什么样的物质？有什么作用？夹芯板的面层常采用金属薄板，芯层则选用硬质泡沫材料，金属面层除承受荷载外，还可保护芯层，使其免受损伤；而芯层除保温隔热和隔音外，还可将两个面层连接成整体，共同随外荷载。夹芯板的面层以金属材料居多，但也可以采用钢筋混凝土作为面层，在一些轻钢结构住宅中，楼板或墙板为了减轻自重，也采用夹芯板，不过这种夹芯板以混凝土为外壳，芯材仍旧是泡沫材料。近年来，由于夹芯板具有良好的结构『性』能，在建筑围护结构中已经被广泛应用。

　　　　秸秆有各种各样，其中麦秆是空心的。科研人员发现，一根细长的小麦秆，能够支持比它重几倍的麦穗。专家们研究发现，麦秆的空心管从物理学来讲，一边受到挤压力，另一边受到拉伸力，而中心线附近长度基本不变，这就是说，离开中心线越远，受力越大，空心的秸秆强度几乎都集中在离中心线很远的边壁上。这样，它比一根同样重的实心树枝或棍子的强度要大得多。受此启发，自行车设计制造专家把麦秆的空心结构用来设计制造自行车的车架。因此，从德莱斯制成了世界上第一辆自行车以来，人们虽然不断地对自行车的样式、材料进行改良，但不管哪种自行车，车架都是用很薄的空心管子做成的，其奥妙就在这里。

　　　　秸秆，在人类收获完果实之后，它的使命虽然已经完成，但是生命的价值并没有终结，“活”着的意义还在人类的发明创造中得以延续呢！

　　　　【小档案】

　　　　农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源，秸秆也是一种粗饲料。特点是粗纤维含量高（30％…40％），并含有木质素等。木质素虽不能为猪、鸡所利用，但却能被反刍动物牛、羊等牲畜吸收和利用。我国农民对作物秸秆的利用有优久的历史，只是由于从前农业生产水平低、产量低，秸秆数量少，秸秆除少量用于垫圈、喂养牲畜，部分用于堆沤肥外，大部分都作燃料烧掉了，不仅是对自然资源极大破坏，也造成了生态环境的污染，遭到了各级『政府』的明令禁止。现在，农村烧煤、使用『液』化气等已经普及，伴随科学技术的进步，农业机械化水平的提高，使秸秆的利用由原来的堆沤肥转变为秸秆直接还田，有的地方还利用秸秆发电，秸秆的剩余价值也越来越大。

第一百二十七章　借你的高枝炫耀自己——凌霄花与微波收集器（）　
小问号

　　　　攀援本来是植物求生的一种手段。可是，在诗人的笔下它又是另一番意境了：“我如果爱你，绝不像攀援的凌霄花，借你的高枝炫耀自己……不仅爱你伟岸的身躯，也爱你坚持的位置，足下的土地。”舒婷的这首《致橡树》是一曲坚贞爱情的颂歌。凌霄花，在诗中的形象并不美丽，而是“借高枝炫耀自己”。可是，以科学的视角来看，凌霄花不仅是名贵的『药』材，而且对人类的发明创造产生过重要的启迪作用。想一想，凌霄花对人类的发明产生了什么样的影响？为什么会这样？

　　　　凌霄花生长在热带和亚热带，我国的广东、福建南部能找到它的踪迹。凌霄花还是连云港市的名花之一。这座偎依在黄海之滨的港口城市里，千年古凤凰城——南城镇，素享“凌霄之乡”美誉。凌霄花是多年生木质藤本，有硬骨凌霄和凌霄之分，而这两种港城都有，硬骨凌霄多一些，可见“凌霄之乡”名实相符。

　　　　凌霄不仅有观赏价值，而且具有『药』用价值。早在《神农本草经》中已正式收载凌霄，它的花、茎、叶、根等都可入『药』。凌霄花适应『性』非常强，不论土地是肥沃还是贫瘠，它都能够依靠枝丫间的气生根，顽强地在山石、墙面、竹篱或树干间攀援向上，从不气馁，从不退缩，在每年农历五月至秋末之际，让一簇簇橘红『色』的喇叭花开得大胆、热烈，迎风飘舞……其实，它根本不是炫耀自己，而是努力把美丽、温馨送给人间呀！

　　　　凌霄的花朵形似钟，又似喇叭，开口广大，尾部狭长，这个结构，可以更充分地吸收大自然的能量。科学家从中深受启发，模拟凌霄花的形状制成了微波收集器。那么，什么是微波呢？微波是一种波长从1毫米到1米、频率从300兆赫到30万兆赫的电磁波。它和无线电波、红外线、x『射』线等都是电磁波家族的成员。正是由于微波的波段跨度大，所以，高度灵敏的微波收集器就显得格式重要。受凌霄花启示发明的阔口窄尾的微波收集器，灵敏度异常高，可以尽可能搜索到目标微波，并把微波承载的能量、信息收集起来，根据实际需要，或存储下来当作绿『色』能源，或将其转换成数字信号用来收看视频节目，还可以为科学家提供科学研究的样本等。

　　　　凌霄花，像一张张小喇叭绽放在枝头，不仅无意间成了一道『迷』人的风景，而且为科学研究提供了奇思妙想，诞生了一项重要的新发明。

　　　　【小档案】

　　　　在现代科学技术高度发展的形势下，微波的应用领域，除了人们十分熟悉的雷达、通讯、导航等方面外，还涉及医『药』卫生、公路建设、航空航天、环境保护、能量传送，以及人们的生活等各个方面。微波加热是近几十年来发展的一门新技术。在我国，自60年代以来开展了微波加热技术的研究和应用工作，已取得了显著的效果，并为大规模推广微波加热技术打下了基础。在微波加热、干燥中，无废水、废气、废物产生，也无辐『射』遗留物存在。家用微波炉就是微波应用的一个典型例子。微波，已被扩展为一种新能源，在工农业上用作加热、干燥，在化学工业中催使化学反应，在科研中激发等离子体等。

第一百二十八章　惟有葵花向日倾——向日葵与自转房屋