繁衍的密码——最后的胡杨林(二)

来源 :走近科学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dalang003
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  塔里木河是一条季节河,当冰封的冬天已经过去,它即将迎来最干旱的季节。
  在一年一度洪水到来之前,河道里的水就是荒漠上所有生命赖以生存的唯一的源泉。天气开始转暖,又一个春天来了。
  刚刚苏醒的胡杨要抓紧时间开花。只有尽最大努力孕育尽可能多的种子,才能赢得更多的繁衍机会。
  树下10厘米深的泥土中,一种小生命听到了胡杨体内细微的萌动,它们也要抓紧时间。
  雄尺蠖在阳光下展开翅膀,准备去寻找生命的另一半。雌尺蠖没有翅膀,它一出土,就凭着记忆向树的方向爬去,它必须一刻不停地爬上树梢,在那里等待雄尺蠖的到来。它们将在胡杨的树梢上交配、产卵,等到一个月后,小尺蠖一出生,就可以吃上鲜嫩的树叶(图1)。
  
  


  (1)雄尺蠖从胡杨树下的泥土中爬出,准备展翅
  
  春天,胡杨林还没有发芽,一场灾难就在等待它。
  在塔克拉玛干沙漠腹地,孤独的胡杨也绽开了花蕾,它在等待,风为它带来雄树的花粉。她把积累了一个冬天的水分和能量都集中在花朵上,每一朵花都是生命的希望(图2)。
  
  


  


  (2)图组:(2-1)孤独的胡杨绽开了美艳的花蕾(2-2)花粉会随风在荒漠中飘荡
  
  塔克拉玛干沙漠是地球上最荒凉的地方之一。细小的沙子在风的雕塑下呈现出温柔的曲线,对于生命来说却是残酷的杀手。从面积上看,塔克拉玛干沙漠是世界第六大沙漠,第二大流动性沙漠。但它的流沙面积却是世界上最大的,流动性也最强,因此,沙漠内部很难看到天然植被(图3)。
  
  


  (3)地球上最荒凉的地方之一:塔克拉玛干沙漠
  
  胡杨的雄花干燥而轻盈,花粉很容易随风飘走;雌花滋润而富有粘性,会让随风而来的花粉停留。胡杨的花期很短,荒漠干燥的空气会让它的花很快枯萎。在这片广大的荒漠上,只有风可以充当爱情的使者,在开花的季节,把希望载向远方。
  温度的回升终于带来一些风的流动,胡杨雄树的花粉随风起程,去寻找开花的雌树。肉眼看不见的花粉在荒漠中到处飘荡。雌树的花瓣已完全打开,她在等待花粉的到来。
  在风沙中,雌树终于捕捉到生命的气息,越过绿洲和沙漠的花粉终于来到她的怀抱。
  当荒原刚刚苏醒,准备迎接春天的时候,胡杨已经孕育了新的生命。
  胡杨花完成了自己的使命,匆匆飘落。因为,它要把枝头的舞台留给新发的树叶。
  沙漠边缘的绿洲上,农民们开始准备耕作。牧羊人则要把自己的羊群赶到远离农田的地方。塔里木河下游,胡杨林就像沙漠中的绿岛,是人和动物唯一的栖身之地。在漫长的岁月中,胡杨追逐着河水,人们追逐着胡杨林,在沙漠中繁衍生息(图4)。
  
  


  (4)有胡杨的地方就有生命繁衍
  
  忙碌的春天突然停住脚步,突如其来的一场沙尘暴带来罕见的降雪。
  这片自生自灭的胡杨林,谁也不知道在哪一个时刻,哪一棵树会悄悄地死去。但每一个春天,大地复苏,荒原上都会充满惊喜。没有什么能够阻挡生命的脚步。
  塔克拉玛干沙漠内部也下了雪,这是难得一见的景色。雪给沙漠带来湿润的空气,这个春天,由于这场雪,风也暂时停住了脚步。
  雪后,早已准备好的叶芽迅速占满枝头。早春出生的树叶柔软细嫩,它们开始畅快地呼吸。这是一年中最适合生长的时候(图5)。
  
  


  (5)雪后的叶芽占满枝头
  
  此时,尺蠖的幼虫也出生了,它们要用胡杨的叶子壮大自己的生命。谁能抢到更多的树叶,就意味着更多活下去的机会(图6)。
  
  


  (6)胡杨的嫩叶是尺蠖幼虫最好的食粮
  
  幼虫每天的任务就是不停地吃,不停地长大。成千上万的小虫在胡杨林里演奏着进行曲。
  越是干旱,就会有越多的尺蠖。
  尺蠖的食量很大,很快就把一棵树的叶子吃得精光。胡杨攒足力气,不停地生出新叶。小尺蠖在树林里随风飘荡,转移战场。
  随着尺蠖一天天长大,胡杨林再次回到冬天的景象,一些老弱的树经过这一次扫荡,也许再也没有力气发出新芽。
  
  河道里的水越来越少,两岸的湿地也渐渐干涸,塔里木河正在迎接一年中最干旱的季节。
  气温渐渐升高,没有叶子的胡杨林,窒息的感觉越来越强烈。
  塔克拉玛干沙漠的风季长达5个月,沙漠在风的帮助下扩张着自己的领地。
  风一天比一天更具规模。夏天就要来了。
  在一场接一场持续不断的风中,胡杨的叶子终于再次挂上枝头,重新开始生命的旅程。新的叶子一出生,就要接受风沙的洗礼。
  这时已经是五月下旬,它要抓紧时间生长,让生命变得更强壮。
  胡杨的身上同时长着柳树和杨树的叶子,所以它还有一个名字叫异叶杨。
  幼年胡杨的叶子是细细的条形叶,随着年龄增加,叶片逐渐变宽。大树的低处仍然是条形叶,头顶是宽阔的掌形叶。每一棵树的叶片分布规律都有个体的差异,有时,一棵树上就有宽窄不一的很多种形状。胡杨依据什么来选择叶子的形状呢(图7)。
  
  


  (7)一棵胡杨树会长出宽窄不一的树叶
  
  除了遗传原因之外,漫长的干旱,让胡杨学会了节约水分。细小的条形叶是为减少水分消耗而生的,而掌形叶则负责尽可能多地进行光合作用,制造生命的能量。
  长在低处的条形叶还有一个重要的作用。细细的条形叶同时也是为减少风沙的打击而设计的。千百万年的风沙让胡杨学会了生存。
  沙漠的春天很短,几场风之后,天气迅速热了起来。荒原上的植物争先恐后地开花,一定要在夏天把自己的种子传播得更远。蚂蚁无处不在,为了家庭,它们辛勤地工作;新疆鬣蜥也在准备迎接繁殖的季节。
  在逐渐炎热的过程中,胡杨叶子的表面开始发生变化。角质层渐渐变厚,像一层蜡质包裹着,它要防止每一点不必要的水分损失。
  清晨,太阳升高,胡杨的呼吸逐渐加快,为了进行光合作用,叶子表面的气孔越来越大。
  ?新疆鬣蜥出来晒太阳,这种古老的动物在恐龙时代就已经在地球上生存,但它们至今还没有学会保持体温,它需要太阳能为它充电,用身上的鳞片吸收阳光,让体温升高,恢复感觉和速度。
  塔克拉玛干沙漠夏季气温的最高值是43℃,而地表温度则可以达到接近80℃。
  为了不被高温伤害,胡杨叶面的蒸腾如同动物的喘息,强烈的蒸腾可以降低体温,但却会流失大量的水分。
  午后2点到4点,是一天中最热的时候,鬣蜥也躲进树洞里(图8)。
  
  


  (8)躲避高温的鬣蜥
  
  胡杨无处躲藏,它不得不低垂着叶子,停止生命活动。短暂的休眠无法阻止体温的升高,却可以降低水分的消耗,这是它唯一的办法。
  从2800万年前海水离开这里的那一刻起,胡杨默默承受着,它让自己把消耗减到最低,而对生命的渴望支撑它度过沙漠中的每一天。
  胡杨本不是旱生植物,塔克拉玛干原本也不干旱,当时的胡杨不一定有现在这样的适应干旱的能力,在第三纪以后,特别是第四纪,青藏高原升高,周围的山区干燥化的过程中,胡杨慢慢适应了生长地区的环境条件而产生了自己的适应特性。
  研究人员还发现了一个有趣的现象,就是当大气相对湿度低于20%时,胡杨的气孔阻力会增大,以防止在干燥的气候中失水过多。
  随着太阳西斜,气温迅速降了下来。胡杨却不能休息。在温差的作用下,沙子中会有一些冷凝水,胡杨要用自己的根把它们一点一滴地收集起来。胡杨主要依靠地下水生活,沙漠里每一滴水都有可能决定生还是死。
  它的种子就要成熟了。从开花到现在,150天过去了。胡杨种子挂满枝头,正在等待一个合适的机会。在所有的杨树中,胡杨的花果期是最长的,因为它要等待一年一度洪水到来。胡杨的种子只有找到水,才会有生存的机会(图9)。
  
  


  


  (9)图组:(9-1)挂满枝头的胡杨种子(9-2)胡杨种子的花果期很长
  
  每一棵雌树可以孕育上亿颗种子,这是她对抗干旱环境的策略之一。胡杨的种子极其微小,只有万分之一克的重量,这小小的种子,将长成荒漠中最高大的树。种子身上长满白色的绒毛,不但可以帮助它在空中飞行,更能帮助它们抓住潮湿的土地(图10)。
  
  


  (10)图组:(10-1)每一棵胡杨雌树都孕育 了上亿颗种子
  


  (10-2)万分之一克重的种子长满白色绒毛
  
  洪水还没有来,最早成熟的种子已经迫不及待地起飞了。
  种子终于可以自由飞翔,这是胡杨一生中唯一能够离开土地的时间。
  种子必须尽快找到落脚的地方。干热的风使它们的生命力每一天都在下降,超过一个月,任何努力都是徒劳的,每100颗种子中只有1颗能够发芽。
  洪水还没有来,这些先飞的种子不知道,也许,它们永远没有机会长成一棵树了。
  7月中旬已过,洪水仍然没有来。宽阔的河床裸露着泥沙,在河床中央,人们发现了去年发芽的珍贵的小胡杨。现在,它的根系周围还是潮湿的泥土,但是它的前途却无法预测。身边没有再大一些的小苗,证明这里并不是胡杨林生长的摇篮。这是河床的中央,一旦洪水到来,它的生命将随着泥沙离开这片土地(图11)。
  
  


  (11)在河床中央发芽的小胡杨
  
  塔里木河枯水期,两岸的胡杨林里地下水是怎样的呢?研究人员在河流两侧不同距离的地方挖掘探井。
  没有河流的补充,意味着地下水的下降,荒原上那些不够强大的生命,面临着生命中的又一次危机。
  在干热的空气中,种子再也坚持不住,它们纷纷随风启程,去寻找适合生长的地方。
  夏天的热量积累着,盆地周围的冰川陆续融化,冰雪变成河流,向沙漠奔去。
  整个盆地到处都有胡杨的种子在飘荡。那些幸运的种子终于发现了沙漠中的大河。种子飘到河里,干燥的身体在6秒钟之内就吸饱了水。当中午水温升高时,它们已经在水里悄悄地发芽。
  什么时候靠岸,在沙滩上扎根,完全靠微乎其微的运气。研究人员惊讶地发现,婴儿阶段的胡杨,呈现了水生物种的特性,在没有找到陆地之前,它们完全可以在水中生活(图12)。
  
  


  (12)胡杨竟然还具有水生物种的特性
  
  它的绒毛仍然在帮助它,要么直接上岸,抓住泥土,要么就抓住落叶或浮木,在落潮时停在岸边。每一棵胡杨的上亿颗种子中,总会有幸运儿停在沙滩上,趁着夜色迅速向下生长。它们必须用最大的力气扎根,如果根不够长,一切努力将化为乌有。
  洪峰过后,洪水放慢了脚步,岸边的土地淤积了一层泥沙。荒漠上很多植物的种子在这里找到了生根的土壤。温暖而潮湿的沙滩,是胡杨的摇篮(图13)。
  
  


  (13)河岸淤积的泥沙是胡杨生存的摇篮
  
  在密密麻麻的小苗中,胡杨的小苗是最小的,它用尽所有力气向下生长,根系很快就超过了身体的几十倍。只有足够强大的根系,才能让它长成参天大树。
  塔里木河弯弯曲曲地在沙漠上流过,在它的每一个转弯处,凹岸形成断层,凸岸形成河漫滩,那是胡杨种子生长的地方。在漫长的岁月中,胡杨就是这样繁衍后代,在沙漠上创造新的绿洲。
  在每年新出现的土地上,一代代小苗呈阶梯状排列生长,研究人员在测量小树的年龄,他们想知道,是不是每年都会有新的胡杨出生(图14)。
  
  


  


  (14)图组:(14-1)(14-2)胡杨繁衍环境的示意图
  
  在塔里木河两岸,科研人员对水文、土壤、植被状况进行详细的调查,发现了一个令人费解的现实。胡杨林每年都会播撒大量的种子,塔里木河每年都会有或多或少的洪水,但是,那些呈阶梯状分布的幼苗却不是每年都会发生。
  是什么因素在制约胡杨的繁殖呢?
  在排除了温度、风沙、盐碱度等因素的影响之后,他们发现,在洪水很少的年份,胡杨的生长明显受到抑制。小苗缺失的事件也发生在缺水的时候。
  20年前,老一辈科学家曾经计算出了一个河水流量的极限数字,在这个地带,河水流量必须达到819立方,才会有胡杨的幼苗出生。
  水量大,河漫滩就会更宽,就会有更多小苗长大。如果低于这个数字,没有河漫滩的形成,胡杨种子即使发了芽,也没有成长的摇篮。如今,狭窄的河漫滩,又能够成为多少胡杨长大的乐园呢?
  在一条废弃的河滩上,研究人员找到了去年发芽的小苗,洪峰已经过去,它们仍在等待水的到来。这里偶然停留的水让它们停住脚步,生根发芽。但是,周围是正在长大的沙丘,从沙丘间大树的年龄估算,起码几十年以来,这里从没有小苗成活,这些小苗能够幸运地长大吗(图15)?
  
  


  (15)这些小苗能幸运地长成胡杨树吗?
  
  这是一个残酷的现实,那些远离河流的小苗,根系还不发达,它们得不到地下水的补充。如果没有奇迹发生,它们的命运就会因为断水而夭折。
  沙漠上,一年到头都可以看到不知是谁的种子在飞。它们不知疲倦地漂泊,寻找生命的依托。
  它们不知道,它们早已失去了长成树的机会。
  越来越多的种子即将面对这样的未来。
其他文献
绿茵场上经典的任意球常常成为电视台反复播放的精彩瞬间。随着一记劲射,足球在绕过“人墙”眼看要飞出场外时却又魔幻般拐过弯来直扑球门,这就是神秘莫测、防不胜防的“香蕉球”(图1)。      (1)行踪诡异的“香蕉球”令守门员防不胜防    打从贝利1966年在伦敦世界杯赛中踢出了第一个“美丽的弧线”后,“香蕉球”便成为越来越多大牌球星们的基本功底和拿手好戏。被誉为“万人迷”和“英格兰圆月弯刀”的贝克
期刊
河南浚县城郊一座旧厂房,已废弃多年,麻雀和野鸽子在这里筑了窝,成排的机器锈迹斑斑,但仍能看出往昔的模样。   一位叫李官奇的老人,是镇子上的农民,为了这小小的厂房,他的百万家财曾赔个精光,一家人沦落到要捡菜叶度日。    但也在这里,李官奇创造出了世界第八大人造纤维——大豆纤维,并实现了产业化。这项发明使他身价过亿,2007年他获得了国家科技进步二等奖(图1)。       (1)丰硕的成果 杰出
期刊
自行车是人类最机智和简洁的发明,也是奥运会上唯一用轮子代替脚步的竞赛项目。百年来,这种“一个三角加两个圆圈”的坐骑凝聚了无数人的聪明才智,今天的自行车在场地赛中追风逐电,在公路赛中各展英姿,在越野赛中踏平坎坷,在小轮车竞赛中绝技百出。自行车家族实在称得上是体育运动中的泱泱大族了!  那些形貌怪异,幼稚原始的自行车“古董”也许会让人哑然失笑,但它们是现代自行车的往昔和童年。1817年,德国人德莱斯制
期刊
2008年8月1日18时20分,我国的新疆、甘肃、陕西等地,清楚地观测到一次日全食的天文奇观。灿烂耀眼的太阳在一两个小时之内,逐渐被遮住光芒,慢慢变成一个黑色的球体。此时,人类可以用肉眼直接看向太阳,这个过程持续时间大约两分多钟。  专家预测,2009年的7月22日,中国境内还将出现一次日全食。本来同一地点再次出现日全食,大概需要300年左右的时间。为什12个月之内,我国能出现两次日全食现象,奇特
期刊
河北省涿鹿县矾山镇三堡村北的台地上,有一座古城遗址,残存的城墙有十几米高,城墙上整齐地排列着夯筑城墙时固定夹板的插孔,城墙底部宽10多米,顶部宽约3米。古城呈正方形,城墙间长宽500多米,当地人称它为黄帝城。    古城内,早已被开垦成了农田,当地百姓耕地时经常发现一些奇形怪状的石头,这些石头明显有人工加工的痕迹:有的像铲子,有的像板斧,还有些残陶碎瓦。每年播种季节,村民得用耙子先将这些石头砖块清
期刊
谁是世界上力气最大的人?伊朗运动员侯赛因·雷扎扎迪赫在2004年雅典奥运会上举起了263.5公斤的杠铃,这是一头奶牛的重量!人类在和地球引力的拔河中,不断尝试着突破自身的极限。      (1) 1904年美国运动员弗里德·文特斯在圣路易奥运会参加全能项目举重竞赛    世界上每一种文明几乎都有关于举重的诸多记载和传说。要想比试出谁是“绝对”的大力士,最公平、最过硬又最简易的办法莫过于找个沉重的物
期刊
河南灵宝金源矿业公司的铸金车间,全封闭的厂房。人员出入受到严格的限制和监控。通过摄像机我们看到这样珍贵的镜头:工人把从市场上回收的散金和粗金放入电加热炉内,半个多小时后黄金融化成红黄色的金水,金水被倒入金模中铸成每块20千克的一块块金锭,工人再给金锭打上标记就可以上市流通了(图1)。那么黄金除了作为货币流通和储藏之外,还有哪些用途呢?      (1) 铸成的一块块金锭    主持人:张会长(注:
期刊
又是一个寒冷的清晨,胡同里突然响起一阵急促的脚步声:一个小女孩被母亲领着拼命地往前跑,惊慌失措的她不知道跑到哪里才算安全。  小女孩一天天长大了,童年梦魇般的经历却时常出现在她的梦里,几乎伴随了她的一生。  满头银发,一脸安详的这位老人,就是80年多前那个惊慌失措的小女孩。她是中国共产党领导人李富春和蔡畅唯一的孩子——李特特(图1)。      (1)李特特讲述自己所经历的烽火岁月    1927
期刊
2005年7月21日下午5点,北京市西城区前毛家湾一号院发生这样一件事:工人埋设暖气管道时,从地下挖出了大把大把的瓷片。  马毅(北京西城区文物执法队队长):我带着人赶到现场,发现距离地表大约三四十厘米的地方,有面积近5平方米的一层瓷片。  马毅认为,可能用一天时间就可以把这些瓷片清理完毕。然而,他们连续干了两天后,感到很是意外。  马毅:清理两天了,还没见到坑的底部和四个边界,这才意识到可能是个
期刊
一、石缝中的奇物件    1982年的春天,22岁的屈西怀和村里人一起到嵩山上植树,傍晚收工后,年轻人都会相约到山顶玩上一会儿。  屈西怀建议大家上峻极峰看看碑座。上去之后,屈西怀便拿着镢头准备 “放雷石”。所谓“放雷石”就是把大石头从山顶沿着山沟推下去,听石头在山沟里滚动发出的隆隆巨响。这种游戏屈西怀从小到大玩了近20年。在嵩山最高峰峻极峰上,当屈西怀和他的伙伴们一起撬动一块巨石的时候,他突然发
期刊