一天,达尔文父子用草籽喂金丝鸟,不小心把草籽丢落在墙脚,几天后角落里长出了小草的嫩芽,有意思的是所有的小芽都是弯曲的,而且是向光弯曲。这现象引起达尔文父子极大的兴趣。于是他们设计了巧妙的实验,于1880年发表了他们的发现:草籽的芽尖在光的作用下会发生弯曲,而且也只能是芽的顶尖才能接受光的刺激。
那么这个巧妙的实验是如何设计的呢?
达尔文在小盘里放上绿豆种子,洒点水,扣上硬纸筒,放在温暖的地方。过几天,打开纸筒看看,绿豆发芽,芽杆笔直。
他 把豆芽均分两半,一半扣在有小孔的硬纸筒里,一半仍放在无孔的纸筒里。
几天后,打开纸筒,发现有孔的纸筒,豆芽向小孔的地方弯曲,无孔的豆芽笔直向上。于是得出第一个结论:芽向有光的方向弯曲的性质。
达尔文还有第二个结论,只有芽的顶尖才能接受光的刺激。这个实验又该如何做呢?
达尔文用黑纸做了一个黑纸帽,把黑纸帽套在芽的顶尖,然而把豆芽放在有孔的黑纸筒里。几天后,打开黑纸筒发现豆芽笔直生长不朝有光的方向弯曲。
又用黑纸做了个黑纸环,套在芽尖的下端,结果,套在芽尖下端的豆芽会朝有光的小孔弯曲。
通过两个实验的对照,达尔文得出:光的作用发生在芽的尖端,从而引起向光性。
达尔文发表文章后,当时没人注意,30年后的1910年,丹麦植物学家波森通过实验得出结论:芽尖产生一种化学物质,这个物质会流动,从芽尖往下流。
那么波森的实验又是怎么做的呢?
波森把芽的尖端切下来,切下来的芽尖放在琼脂上,然后又把琼脂放在被切去芽尖的豆苗上,豆苗能向光生长。如果只是没有放过芽尖的琼脂,豆苗不生长。
所以波森指出,芽尖产生了一种化学物质,该物质从上往下流,有促进植物生长的作用。
森波用锡片嵌入胚芽鞘背光的一侧,这样尖端产生的化学物质在背光一侧不能通过锡片流到茎下面去,植物没有表现出向光性,而是向上生长。
而用锡片嵌入胚芽鞘向光的一侧,植物有向光性。这说明什么问题?波森认为芽尖产生的物质,背光一侧流到芽的下面,而向光一侧没有。
他的实验启发了荷兰科学家温特。温特用麦子做了一系列实验,而且提取了芽尖中的物质,把它命名为植物生长素。
温特不同意波森的观点,认为植物生长素都流向背光一侧,他指出芽背光一侧要比向光一侧分布多一些,通过计算得出背光运输的生长素为65.3%,向光一侧运输生长素为34.7%。由于背光一侧分布多,所以背光一侧植物生长要快于向光一侧,表现出向光弯曲。温特这百分之几的实验结果是怎么来的呢?一定是对的吗?没有其他资料可以作证,倒留给了读者不少遐想的空间。但有一点,背光一侧植物生长素要比向光一侧多是正确的。
1934年,荷兰化学家从人尿中提取了植物生长素,证明了它的化学结构就是吲哚乙酸。自此后,各国科学家相继进行研究,发现了许多不同类型的生长素,而且能用人工的方法合成。
到了1942年科学家发现,在低浓度时植物生长素促进植物生长,高浓度时抑制植物生长的作用。
1945年科学家又发现了有的生长素能杀死双子叶植物,但对单子叶植物没有伤害,可以广泛用于除草剂。
生长素有着广泛的运用,能诱导生根、开花,培育无籽果实,休眠和抑制发芽,控制植物生长等许多作用。