纏繞植物

纏繞植物

纏繞植物亦稱旋卷植物,指莖在支持物上,靠纏繞運動和側向地性,以一定角度呈螺旋狀纏繞而進行生長的植物。

基本介紹

  • 中文名:纏繞植物
  • 外文名:winding plant
  • 特點:螺旋狀纏繞
  • 別名:旋卷植物
  • 特點:莖在支持物上,靠纏繞運動
簡介,原理,手性,區別,

簡介

纏繞植物亦稱旋卷植物,指莖在支持物上,靠纏繞運動和側向地性,以一定角度呈螺旋狀纏繞而進行生長的植物。

原理

纏繞植物的纏繞方向有兩種,即左纏繞和右纏繞。植物的纏繞方向對某一種植物來說是固定不變的,這種固有的纏繞方向是由它們的遺傳基因來控制和決定的。在對150種纏繞植物的觀察中,發現絕大多數是左纏繞(順時針),只有少數是右纏繞(逆時針)。是什麼因素影響纏繞植物的基因呢?研究表明,這種因素就是科里奧利力。當物體相對於轉動的非慣性系運動時,物體除了受慣性離心力的作用外,還要受到另一種被稱為科里奧利力的慣性力作用。地球是一個轉動的非慣性系,如果地球上的物體相對於地球運動,只要相對速度不與地球白轉軸平行,物體就要受到科里奧利力的作用。由於植物的發源地不同,有的起源於北半球,有的起源於南半球,這就決定了植物在生長過程中,纏繞的方向不同。進一步研究表明纏繞植物的方向與其在地球上發源地有關,這種現象也叫卡皮羅現象。經過反覆觀察分析,起源於南半球的本質藤本植物葡萄纏繞方向為左旋,起源於北半球的纏繞植物牛皮消和紫藤的纏繞方向為右旋。

手性

手性一詞源於希臘詞,手性及手性物質只有兩類:左手性和右手性。有時為了對比,另外加上一種無手性(nochirality)作參照,可稱它為“中性手性”。左手性用£表示,右手性用D表示,中性手性用M表示。左手(性)與右手(性)單靠平移和旋轉不可能完全重合,必須做鏡像操作才能重合,所以手性對稱也叫鏡像對稱。
關於螺旋的手性,通常的定義是:伸出一隻手,讓大拇指指向螺旋的軸向.另外四個手指握拳,於是由手掌到四個指尖有一“前進”方向;如果螺旋正好與伸出的左手相符,則此螺旋為左手性的(垂直軸向觀看,螺旋是順時針的),反之為右手性的(垂直軸向觀看,螺旋是反時針的)。在氣象學中,定義也是一樣的。在北半球,低壓區能夠形成左手性的氣旋,高壓區能形成右手性的氣旋。南半球情況正好相反。
手性所能描述的事物極其多樣,大至星系旋臂、行星自轉、大氣氣旋,小到礦物晶體、生物大分子和有機小分子、安培電流、弱相互作用的宇稱不守恆等等。在植物學中,手性也是一個重要的形態特徵。如楓葉、兜蘭等植物的形態,以及攀緣和纏繞植物的莖蔓旋向,都呈左右對稱.都涉及到手性。當然,絕對的對稱、完全能夠重合的兩片楓葉並不存在於自然界,絕對的對稱只能在數學中找到。
達爾文、華萊士等大博物學家、生物學家,都十分重視植物的手性,但研究並不深入。達爾文還寫過《攀緣植物的運動和習性》,書中列出一張表,描述了42種攀緣植物。其中只有11種具有左手性。這比例與我們日常的觀察差不多。無手性的藤本植物有凌霄、扁擔藤、三葉地錦、長春花等。多數藤本植物莖蔓的螺旋是右手性的,如牽牛、槓柳、扁豆、大蒼角殿、菟絲子、蝙蝠葛、蘿蘑、北馬兜鈴、刺苞南蛇藤、獼猴桃、金魚花等。左手性的則是少數。

區別

植物除了纏繞莖以外,還有其他類型的植物莖。主要有以下幾種:
直立莖
直立莖的形態多種多樣,如矗立於地面上的大樹,它的莖粗壯挺拔,這種莖叫直立莖。
攀緣莖
攀緣莖是因為它們的莖過於纖細而無法直立,只好依賴其他物體作為支柱。比如絲瓜、葡萄及爬山虎等。這些植物的莖都有一套特殊的“攀登”裝置。葡萄靠莖上的卷鬚攀緣而上,爬山虎利用短枝上的吸盤附著於牆壁上。
匍匐莖
匍匐莖是平伏於地面生長的莖。細軟,不能直立,沿地面生長,來擴大營養面積,如草莓、紅薯,都是匍匐莖。

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