为什么植物能够在太空扎下根（植物有个能上天入地的）

世界上的植物千千万万，但只要是高等植物，它都有根、茎、叶，以及花、果实和种子等，就像人有头、手、脚以及四肢躯体一样，每个部位都有它的特殊功能。

植物需要茎的支撑

植物的茎是指支撑叶及花、果等器官生长的植物躯干。我们都知道，孙悟空和他的金箍棒有七十二变，植物茎不仅能上天入地，其形状更是多种多样的，有植物的魔法棒之称。

我们常见的树木都是直立茎，这种茎主干及分枝明显，而且直立向上。但是，在自然界中，有许多种植物因为长期适应各种特殊的生活环境，茎的功能和形态发生了种种变化，改变了原来茎的直立形式或习性。比如牵牛花、菟丝子、扁豆和豇豆的茎，本身细长而不能直立，必须缠绕在其他的支持物或植物体上，这叫缠绕茎。

植物茎上的攀缘器

草莓、蛇莓、甘薯，它们的茎是匐匍在地面上生长的，在茎的节上再长出叶和不定根，这种茎叫匐匍茎。

还有一些茎，像植物的根一样横生在地底下，这种茎就叫做根状茎，如芦苇、藕、草石蚕、姜及中药里有名的黄精、玉竹等植物的茎就是。

草莓的匍匐茎

更为奇特的要数变态茎了。仙人掌的茎就是一种变态茎。它的茎干扁化成叶状，体表内侧的细胞内充满了叶绿体，完全可以起到叶子一样的功能，进行光合作用和蒸腾作用。因为它们的祖先大多生长在干旱的环境里，在长期适应这种恶劣环境的过程中，它们的植物体演变成肥厚多汁的肉质茎，而叶子却退化成针状。在仙人掌生长得较多的墨西哥，有一种名叫强刺球形仙人掌，寿命可以达到五百年以上，直径2～3米，茎可长成重达数千斤的巨球。一些高大柱形的仙人掌，茎高十余米，虽无常见的绿叶，但那玉柱般的身躯平地拔起，十分壮观。

仙人掌的变态茎

变态茎的另一些突出的例子是假叶树、竹节蓼、昙花等的叶状茎及土豆和天麻、荸荠和慈菇、洋葱与大蒜、百合等的块茎、球茎和鳞茎。叶状茎，茎变为叶状并可代替叶进行光合作用；而块茎、球茎或鳞茎却变成了块状或者球状，或者鳞片状埋在地下成了贮藏器官，乍看起来面目全非，一般都不以为那原来是植物的茎，反而往往错把它们当成植物的根。

洋葱鳞状茎

除了上面所说的一些茎的形态之外，丝兰的茎却别具一番风趣。丝兰生长在美国阿利桑那州，它的茎通常也向上长，但一遇到暴风雨，茎的主干就向下弯，弯入土中的部分则又会长出新根，这样就使直立的丝兰变成了拱门状的弯形茎丝兰。此后，在拱形的茎上又可长出新枝。因此牧马人就常常喜欢把马拴在这种弯成了拱形的茎上。

从上面茎的种种变态来看，尽管茎的形态变化多端，但万变不离其宗，只要我们抓住了茎的几个主要特征，那就是：它有节、有叶（有时退化成鳞片状或针刺状）和腋芽的痕迹这些特点，就不难与无节、无叶、无芽的块根（红薯、大丽菊等）相区别。

椰子树的茎

植物在生长发育过程中，需要大量的水分和有机营养。有人曾经计算过，植物每形成1千克干物质所消耗的水分：小麦是271～693千克；玉米是239～495千克；向日葵是490～577千克。从这些数字，可以看出茎的运输任务是多么繁重。

物质在茎内的运输，基本上沿两条渠道进行。一条是由根把吸进来的水和溶在水里的无机盐，经导管运输到叶、花、果；另一条是由叶把制造出来的有机物质，经筛管送到果实直至根等其他器官。植物体内的这种水分和物质的交流，无论是在高不盈尺的小草中，还是在高达150多米的梧桐树上，都在日日夜夜不停地进行着。

先说水在导管中的运输，让我们来做个小小的试验就明白了。当你把一条带叶的柳枝放在水里切断，并立即插入滴有几滴红墨水的水里，在太阳光下照射几个小时后，再把枝条从横向切断，这时你会发现断面上有红色的点点；若是再把枝条从纵向剖开，又可以看到，在茎的剖面上有一条条红色的细纹。这些点点或细纹，就是我们用眼睛看得出来的植物运水的“管子”，通常把它叫做“导管”。导管在植物体内是纵横交错，交织成网。如果把枝条在红墨水里再浸几天，这时，你又会发现，连叶子上的叶脉也染红了，这说明叶脉里也有导管，而且茎和叶子里的导管是相通的。

茎的输导功能试验

运水靠导管，运有机物质又靠什么呢？靠的是“筛管”。筛管在树木的“皮”内。俗话说，“树怕剥皮”。树剥了皮，就等于切断了运输食物的道路，植物就要饿死。还是用柳枝来做一个试验：把折下的柳枝下部的树皮剥去一圈，然后再插到水里。过不了几天，在伤口上方就会长出新根；伤口的下方，则因得不到上面运来的有机食物，便逐渐枯死。

导管与筛管的细胞结构也不一样。导管由很多长形细胞连接而成，细胞两端的细胞壁都已消失，好像竹竿把节打通了的情形一样。由于叶子蒸发水分时的拉力，以及水分子本身的内聚力，使水在导管里成为一条连续不断的水柱，从而把叶和根连接起来。这样就使水和溶在水中的无机盐类，能源源不断地沿着导管运送到植物的各个部分。

树茎的年轮

筛管埋藏在植物的韧皮部里，是运输有机物质的主要通道。筛管也由很多细胞连接而成。不过，在筛管细胞的连接处，细胞壁未完全打通，而由一层像米筛一样有很多细孔的“筛板”隔着。另外，筛管细胞是活细胞，这与死的导管细胞也是一个明显的区别。

水在导管中运输的速度，最快的每小时约45米，慢的也可以达到每小时5米。在一般草本植物里，由于植株矮小，溶在水中的无机盐被吸入根部以后，大约经过10～20分钟就可以达到叶。而由叶片制造出来的有机物质，在筛管里运行的速度就慢得多，每小时大约为0.7～1.7米。一般农作物，有机物质由叶运到根，大约需要30～60分钟。

竹子的茎

这里所说的茎的运输系统是指绿色开花植物而言。至于那些低等的、构造简单的藻类、菌类，有的只由一个或几个细胞组成，它们很容易从所处的环境中直接获得水分和养料，这样就不需要什么专门的运输机构，也就谈不上茎了，植物的魔法棒就消失了。