植物学的进展-在葡萄园

时间:2024-11-21 18:53:02关键词:科学的进展

数以百计的献身者继续这种植物学的探寻。在法国,我们发现那些富有活力的家族之一。从里昂前来巴黎的朱西厄,1708年升为皇家花园的管理者。他的胞弟伯纳德是那里的一位讲师兼“示范员”——我们见过他欢迎林奈。另一位兄弟约瑟夫与孔达米纳前往南美,并将秘鲁向日葵带回欧洲移植。侄儿安托万·劳伦特·朱西厄于1789年出版了开始取代林奈体系的著作《按照自然次序排列的植物属》。他根据子叶的有无或数目而从形态学上区分植物。他把没有子叶的植物称为无子叶植物,只有一片叶的植物称为单子叶植物,有两片者为双子叶植物。其子阿德里安把他们的工作带进19世纪。1824年,坎多勒以朱西厄家族的工作为基础,拟定今日采用的分类大纲。

植物的有性生殖由格鲁于1682年或之前发现,再由卡梅拉留斯于1691年予以确定。1716年,科顿·马修从波士顿向伦敦皇家学院报道靠风授粉杂交的实例:

我邻居在他田地里的一排土堆上种植红蓝色的玉米,其他的田地则种植黄色最通常颜色的玉米。在最上风这一面,该排玉米感染了紧邻4排的玉米……使后者着上同一颜色的花。但下风这一面,有不少于7排或8排的玉米如此染上颜色。那些更远的玉米,也留下些程度较小的印象。

1717年,布拉德利以郁金香做实验,证明授粉的需要。他从其中12株“完全健康”的郁金香抽除全部的花粉,“那年整个夏天,这些郁金香都不结子……我让其自然的400株中的每株郁金香,都一一结子”。他研究异花授粉,同时预见一些迷人的结果。“凭这些知识,我们可以改变任何水果的属性与味道,其法为使某种水果与同种不同品的花粉授粉。尤有甚者,好奇之士可以凭这些知识生产前所未闻、品种如此珍异的植物”。他还告诉我们,托马斯·费尔柴尔德如何已经从与美洲石竹花粉授粉的康乃馨的种子那里产生新品种出来。他发觉这些同种之间的杂交都不会结子,而把它们与骡子相比。

植物学的进展-在葡萄园

1721年,菲利普·米勒首度记载植物靠蜜蜂传播花粉授粉。他把某些花朵的“尖顶”在能“播下粉尘”之前除去,但这些显然已经阉割的花朵的种子,照常成熟。朋友质疑这一报道,他更仔细地重复相同的试验,结果仍然相同:

约两天后,我坐在花园时,我观察到我附近的郁金香花圃里一些蜜蜂在花朵中间异常忙碌。我发现这些蜜蜂出来时脚上、肚子上都有粉尘,其中一只飞进一株我已将雄花蕊拿下的郁金香里,同时还留下足够的粉尘让这株郁金香授粉。我把这件事告诉朋友,他们也就平息了下来……除非有办法不准让昆虫接近,植物也可能由比蜜蜂小得多的昆虫传粉受孕。

卡斯鲁大学的自然史教授克尔罗伊特,做过花粉杂交及其物理化学作用的研究(1760年起)。他的65种实验对几个大陆的农业,具有深远的影响。他得出结论,杂交只有在紧密相关的植物里才能结果;但一旦成功,这些杂种便生长得更快,开花得更早,延续得更久,而且产生比原先的各类品种更为茂盛的嫩芽,同时不会受到正在生长的种子削弱。斯普伦格尔指出(1793年),杂交——通常由昆虫,较少由风做媒介——在同种之间颇为常见。他又以温暖的目的论的信念争辩道,许多花朵里各部分的形态与排列,来阻止自花授粉。赫尔德维希以研究隐花植物的繁殖过程(1782年)而开启了研究的一座新园地。1788年至1791年,乌滕堡的加特内以两次连载发表了他对植物果实与种子所做的广泛研究。这一著作成了19世纪植物学的基础。

1759年,沃尔夫在《世代理论》一宣布通常认为是歌德的植物发展理论:

整棵植物,其各部分在我们乍看之下,往往会惊异其如此异常繁复,但最后我只观察并认出其不过是叶、干而已,因为根可视为一干……除了干外,植物的整个部分都是变形的叶子。

其时,尚有18世纪科学界的一位主要人物斯蒂芬·黑尔斯探究植物营养的神秘。他是英国国教的一位教士,在他们具有弹性的神学中,找不出有碍于科学或知识追求的东西。1727年,他将研究结果出版为一本植物学名著,书名为《植物静力学》。他在前言中解释道:

约20年以前,我拿狗为对象,做了好几次出血实验,6年来,再以马及其他动物做同一实验,目的是找出动脉血的力量(我们“收缩的血压”)……那时,我希望做出同样的实验,以发现植物汁液的力量,但7年来,一直未能实现,直到我正以几种方法努力阻止一棵葡萄老干的流汁时,才偶然发现。

哈维发现动物血液的循环,已使植物学家假定植物汁液也有相似的循环运动。黑尔斯以实验指出一棵树木从枝端和根部吸收水分来否定这一假定,水分从树枝到树根及从树干到树枝向里流动,他能测出这一吸收作用。然而,汁液透过在根部扩张的压力而从根到叶向上移动,叶子从空气中吸取营养。

在这一点上,天才的普利斯特里以18世纪最灿烂的发现之一——植物在阳光下由叶绿素的作用,吸取动物呼出的二氧化碳以为养分——来阐明这一问题。他在《实验与观察》第一卷(1774年)中描述他的工作:

我取受过老鼠呼吸并垂死在里面而变成全部有毒的定量空气,然后分成两份,一份放进浸渍在水中的小瓶,另一份放入立在水中的玻璃瓶,同时插上一小枝薄荷,时间是1771年8月初。八九天后,我发现老鼠可在长有小枝薄荷的空气中大好生存,但若放进另一份原先等量而没有任何植物生长其间的空气中(两份同时开瓶),则会立刻致死。

经过几次相同的实验后,普利斯特里做出结论:

这些动物的呼气继续加于空气的伤害,及动、植物如此大量的腐败,至少部分可由植物的新生加以弥补。尽管庞大数量的空气每天受到上述诸因的腐染,但只要我们想想遍布在地表上的植物……我们便几乎不难想起这是一种足够的制衡作用,其药方足以对治恶疾。

1764年,居住在伦敦的荷兰生物学家英根豪斯结识了普利斯特里。他对植物借吸收以清洁空气,同时靠动物呼出的二氧化碳而滋长这一理论留有印象。但英根豪斯发现,植物在黑暗中并不进行这一活动。他在《植物实验》(1779年)一指出,植物与动物都吐出二氧化碳,而植物的绿叶、绿芽只有在晴朗的阳光下吸收二氧化碳才吐出氧。因此,我们在晚上把花朵从医院的病房里拿走:

太阳的光,而非其热度,是使植物释放其燃素空气(氧气)的主因——倘若不是唯一之因……一棵……无能……走动以找寻自己食物的植物,在其占有的空间内……必须寻找它需要的一切东西……树木在空气中散布无数的“扇子”,设法使这些“扇子”尽少不相妨碍,借以从周遭的空气汲取所能吸收的一切东西,然后把这一物质交给太阳的直光,其目的是接受这颗伟大的照明体所能给予的好处。

当然,这只是植物营养的部分描述。日内瓦的一位教区牧师塞纳比耶指出(1800年),只有植物的绿色部分才能把空气里的二氧化碳分解成碳气与氧气。1804年,亚平宁山脉探险家之子索绪尔研究水与土壤中的盐对植物营养的贡献。这些研究在19世纪和20世纪土壤肥料与农业生产的纪元性发展上具有重要的贡献。科学家的眼界与耐心使基督教世界里几乎每个家庭的餐桌丰盛起来。