第三单元  动植物
课文A   
植物的适应性
同人类和动物一样，植物必须适应周围的环境以求生存。生存，通常即意味着竞争。植物也需要竞争吗？这一点或许令人费解，但事实往往就是这样。
首先，一棵植物必须同其他植物竞争阳光、空气、土壤以及水分。其次，它还要应对人类和动物的威胁，因为人和动物会把它吃掉或者使得环境难以适合植物的生长。再者，环境本身可能对植物生长不利或者难以满足植物生长的需要：有没有足够的阳光、水分、空气以及土壤? 对于某一植物种类来说，气候是否足够温暖或凉爽？
对于植物，尤其是绿植物，光照是极其重要的。绿植物在光照条件下制造营养，这一过程叫做光合作用。光照还能够影响水分的吸收率和花粉的形成率。
温度也是必须考虑的因素。在零下1摄氏度或零上43摄氏度条件下，大多数植物会受到严重伤害甚至死亡。温度能够直接影响种子的形成以及花蕾的产生，同时还决定着植被的地理分布。
    没有水，植物将无法生存。许多植物在生长过程中需要大量的水分。因此，对于植物来说，环境的湿度和降水量、溪流湖泊的存在与否以及土壤的湿度都是非常重要的。
    大多数植物需要大量的空气。大气中包含了对它们的生存极其重要的气体：氧气、二氧化碳、水蒸气和氮气。
    除了空气本身以外，由于空气的运动而形成的风也极大地影响着植物。风能够传播花粉、孢子以及某些种子，使得植物在许多地方生长。但是强风可能会毁坏甚至杀死植被，尤其是树木。它也可能吹走植被需要的土壤。同时，风还会加速水分的蒸发，导致水分不足。
    土壤对于陆地植被来说是极其重要的。植物的生长很大程度上取决于土壤的性质：它的湿度、酸度、矿物质，以及含氧量。
    植物还受到周围其它生物的影响。它必须抵挡寄生虫、饥饿的鸟类、食草动物或啮齿动物的侵袭。而植物又需要动物来传播花粉或者散播种子。
    我们从树木和灌木的枝叶能看到植物适应环境以最大限度地获取阳光和空气的特征。
    在山毛榉、榆树、橡树、果树及栗树等树种中，可以看到有些新枝是垂直生长的，而有些则是水平生长的。为了能够最大限度地得到光照，垂直生长的枝条上的叶子呈螺旋式排列，这样同一枝条的树叶不会彼此遮挡。尽管水平枝条上的树芽呈螺旋式排列，但是树叶往往会间隔生长在枝条两侧的同一个水平面上。
    许多树的叶子是彼此对立生长的，每对叶子都处于紧邻的一对叶子之间的空隙处。俯视七叶树的某一枝条，你就会发现这一特点。许多攀援植物的枝叶都有类似的完美排列。七叶树枝叶的这种排列方式被称为“叶镶嵌”，因为从某一枝条末端垂直看去，该枝条上的树叶错落有致，彼此互不遮掩。同样，枝叶的边缘分布也可以最大限度地获得光照。胡萝卜的叶子即是这种分布方式，从而能获得良好的光照条件，但又彼此互不遮掩，遇到强风时也相对安全。
    还有众多植物生活在光照难以穿透的环境里,其中很多是真菌类植物。它们没有叶绿素，以动物或其他植物制造的有机物为生，这类有机物存在的地方到处可以见到真菌类植物。流入地下隐蔽处和缝隙的雨水也许是将有机物带进这些地方的媒介之一。
    在洞穴、地下矿井或深坑、水井等有一定光线的地方，即使只有一点点光照，我们就会看
到那里的植物主要是绿的。不仅如此，洞穴植物往往是极为艳丽的绿。事实上，它们往往比露天里的植被看起来更加生机盎然。地钱、苔藓以及生长在这种环境中的许多蕨类植物都是如此。这类条件下，叶绿素颗粒是以一种特殊的方式形成的，照在植物细胞上的光线集中在叶绿素颗粒上，这样植物就获得了制造营养物质所需的充足原料。亚马逊雨林的危险动物
在海洋深处或湖泊、水塘底部的植物只能接收到极其微弱的光照，因为那里光线很弱甚至没有光线。在水下，光照强度随着深度增加而递减，而且受水中悬浮的沉积物数量的极大影响。因此，光照强度在暴风雨前后或距离河口、溪口的不同地段都是不一样的。
干净的海水表面200米以下是没有任何光线的。在水面下170米处的光照强度相当于月光照射海面的光照强度。这种条件下，即使拥有叶绿素的植物也无法像正常光照下的植物一样制造糖分。因此，在水面60米以下很少看到拥有绿物质的植物。实际上，绝大多数海洋植物分布在水面以下30米的范围内。
在光合作用的过程中，各个波长的光线并非被植物叶片等量吸收。和其他光线相比，到达叶面的红、橙、黄光能更有效地被植物吸收。在深海里，植物吸收更多的蓝、绿光，而红、黄光线则相对较少。这也是深海条件对植物生长极为不利的另一个原因。
    红藻对环境适应能力极强。除了叶绿素，这类植物还包含类胡萝卜素和藻红蛋白。这类素在植物体内大量存在，使得红藻具有了这一标志性的颜。这类素比叶绿素能够吸收更多的蓝绿光。有人认为，植物吸收光线以后，就会将其所含的能量转换给叶绿素以进行光合作用。
    在热带雨林里，树木生长如此茂盛以至于光照可能从没有到达过地面。在这种炎热潮湿的气候里，生长着大量的附生植物，诸如寄生藤、兰花、鹿角蕨，它们都寄生在其它植物上。
    附生植物生长在树木较高的枝条或树干上。它们的根悬浮在空中，吸收周围潮湿环境中的湿气和气体。附生植物的细胞不是直接寄生的，因为它们含有叶绿素，能够自己制造食物。然而，它们的重量可能对树木造成伤害。
藤本植物是具有木质茎干的攀援植物，它围绕着树干向上爬，一直爬到最高的树枝。这样，它们即使植根于土壤中，也能够获取光照。
（王顺亮 译 李健 审校）
课文B 
  生活在树上的鱼
只有在亚马逊河鱼类才生活在鸟类翱翔的地方。从每年的12月份到5月份这六个月中，亚马逊河淹没了周围的雨林，使得雨季中的鱼类有了更多的栖息地。
但是因为到达亚马逊热带雨林内部非常困难，人们对洪水淹没的范围所知甚少。除了要清楚地了解亚马逊河泛滥的情况以外，科学家们还想确定雨季期间被淹没平原上的积水量，以及那里草本植物和木本植物的比例，这是当地生物地球化学和水文模型的两个重要的未知参数。
在过去，获得亚马逊流域的任何卫星数据如同进入其腹地一样十分困难，因此唯一可靠的资料就是雷达图像。自上世纪70年代以来，巴西政府获得了足够多的雷达数据，发布了一系列亚马逊流域地形图，为在该地区开展的许多开拓性研究奠定了基础。
最近，日本在美国和巴西的帮助下开始对亚马逊流域进行新一轮测绘。这次使用的卫星遥感技术比以往的探测具有明显的优势。自1995年中期以来，日本地球资源卫星（JERS-1）上的合成孔径雷达（SAR）一直在搜集世界热带森林的数据。该项目的第一批数据是在1995年亚马逊雨林的低汛期获得的。
绘制亚马逊河全景地图共用时62天。合成孔径雷达所提供的长雷达波能够穿透云层和森林，返回的信号显示了林冠下的洪水汛情，同时遥感科学家还可区分木本植物和草本植物。
数据收集起来以后被下载到阿拉斯加地面站（ASF）。在这里，数据被进一步处理成高清晰图像（12.5米），然后传送到位于加州的美国太空总署喷射推进实验室（JPL），转成100米分辨率图像。图像还会被处理成GPF格式，通过万维网提供给大众。最后这些图像被发送到日本宇宙开发事业团（NASDA）的地球观察研究中心，被拼接成大幅具有地理编码的地理区域图。
根据这些高分辨率的数据，科学家们就能够通过比较旱、雨两季河水的范围来决定洪水的程度。加州大学圣芭芭拉分校的研究员劳拉·海斯说：“掌握了洪水的程度及其淹没的陆地分布状况，就能够对亚马逊河甲烷释放量占全球总量的比例有新的了解。”海斯指出：“目前对亚马逊泛滥平原上木、草本植被的相对比例还没有做出估计，这一点之所以如此重要，是因为洪水淹没的水生植物河床所生成的甲烷量比洪水淹没的森林生成的甲烷量要高得多。”
海斯说：“浮动草甸是由大片漂浮的草形成的，这里有大量甲烷生成。当水面上升，草也随之长高，在水面上形成盖状覆盖物。草高达数米，漂浮在水面上。当水退去以后，草开始腐烂，
从而导致甲烷泡沫的出现，并释放出大量的甲烷。离亚马逊河口越近，浮动草甸越多，河槽的地形也随之改变”。
海斯说，亚马逊的数据除了有助于完善生化模型以外，对评估该地区渔业的健康状况也具有重要意义，这对亚马逊盆地居民的身体健康和经济状况是至关重要的。
亚马逊河出口到亚洲的鱼类很受欢迎，尤其在日本。鱼类也是亚马逊河沿岸居民的主要食物之一。海斯说，那里的居民饮食中富含蛋白质，因此与其他非渔业农村地区的居民比起来，营养不良的可能性要小得多。
随着河水上涨，鱼类游出河道来到洪水泛滥的平原。有些鱼（如大盖巨脂鲤）特别能够适应泛滥平原的环境。大盖巨脂鲤极其灵敏的嗅觉能够引导它们到树上落下的水果。从遗传学的角度上看，大盖巨脂鲤有力的下颌及锐利的牙齿使得它们能够以水果为食。它们不仅能够获得足够的脂肪并将其储存下来以度过干旱季节，而且它们撒播了树种使其得以繁殖。
在过去的15年中，博物学家迈克尔·古丁注意到许多鱼类个头逐年变小，加之农业的日益扩展，人们越来越担心过度捕捞及生存环境的破坏等问题，尤其是在亚马逊流域下游不断扩张的大面积农业生产。
卫星绘图有大量的应用空间，其中包括增加人们对河流生境的认识、完善现有亚马逊盆地地形图信息库、为地球化学模型提供实用数据。海斯说，掌握这些数据可使科学家更好地了解泛滥平原对盆地水文学和生态学状况影响。
国际上绘制全球热带雨林图的努力并不只限于亚马逊地区，也不只限于SAR数据。由于雷达可以不分昼夜阴晴都能生成图像，SAR数据使人们可以研究季节的变化。巴西和美国的科学家正在利用地球观测卫星主题测绘器绘制泛滥平原的植被情况以及河道、湖泊的沉积物密度。地球观测卫星的数据提供了自20世纪70年代以来时间更长的数据记录，为研究人员提供了土地使用变化情况更详细的信息，而使用光学仪器则需要数年才能得到整个盆地无云情况下的全貌。
科学家并没有因为新技术而抛弃地球观测卫星的数据，而是使用SAR对已获得的数据继续进行处理。图像最佳的地区(即云层覆盖最少的地区)是分别在三个时间段获得的，即70年代早期、80年代中期和90年代初期。获取精确的地球观测卫星数据出于两个目的，一是保证过去数据收集的努力没有白费，二是促进对全球性变化的探索。数据的收集和处理目前正在南亚和非洲进行，而存档的地球观测卫星数据正推动全球范围的研究。

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