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植物睡觉之谜(第1页)

植物“睡觉”之谜

睡眠是人类生活中不可缺少的一部分。经过一天的工作或学习,人们只要美美地睡上一觉,疲劳感就会消除。动物也需要睡眠,有的甚至会睡上一个漫长的冬季。然而,鲜为人知的是,植物也会睡眠。

植物睡眠在植物生理学中被称为睡眠运动,它不仅是一种有趣的自然现象,而且是个科学之谜。

爱睡觉的叶子

每逢晴朗的夜晚,我们只要细心观察周围的植物,就会发现我们身边的许多植物都发生了奇妙的变化。比如公园中常见的合欢树,它的叶子由许多小羽片组合而成。在白天舒展而又平坦,可一到夜幕降临时,那无数小羽片就成对成对地折合关闭,好像被手碰过的含羞草叶子,全部合拢起来,这就是植物睡眠的典型现象。

有时候,在野外我们还可以看见一种开着紫色小花、长着三片小叶的红三叶草。它们在白天有阳光照耀时,每个叶柄上的三片小叶都舒展在空中,但一到傍晚,三片小叶就闭合在一起,垂下来,好像要准备睡觉。花生也是一种爱睡眠的植物,从傍晚开始,它的叶子便慢慢地向上关闭,表示白天已经过去,它要睡觉了。会睡觉的植物还有很多很多,如酢浆草、白屈菜、含羞草、羊角豆等等。

睡美花

不仅植物的叶子有睡眠要求,就连娇柔艳美的花朵也要睡眠。例如,在水面上绽放的睡莲花,每当旭日东升之际,它那美丽的花辦就慢慢舒展开来,似乎刚从酣睡中苏醒。而当夕阳西下时,它又闭拢花辦,重新进入睡眠状态。它这种“昼醒晚睡”的规律特别明显,因此,人们便称之为“睡莲”。

不同的花儿,睡眠的姿态也各不相同。蒲公英在入睡时,所有的花辦都向上竖起来闭合,看上去好像一个黄色的鸡毛掸。胡萝卜的花,则垂下头来,像正在打瞌睡的小老头。更有趣的是,有些植物的花则“昼伏夜出”,白天睡觉,夜晚开放。如晚香玉的花,不但在晚上盛开,而且格外芳香,以此来引诱夜间活动的蛾子来替它传授花粉。还有我们平时当蔬菜吃的瓠子,也是夜间开花,白天睡觉,所以人们称它为夜开花。

植物的睡眠运动会对它本身有什么好处呢?最近几十年,科学家们围绕着这个问题,展开了广泛而深入的研究。

最早发现植物睡眠运动的人,是英国著名的生物学家达尔文。100多年前,他在研究植物生长行为的过程中,曾对69种植物的夜间活动进行了长期的观察,发现二些积满露水的叶片,因为承受了水珠的重量而运动不便,往往比其他能自由运动的叶片容易受伤。后来他又用人为的方法把叶片固定住,也得到相类似的结果。达尔文虽然无法直接测量叶片的温度,但是他断定,叶片的睡眠运动对植物生长有很大的好处,也许主要是为了保护叶片抵御夜晚的寒冷。

达尔文的说法似乎有一定道理,但缺乏足够的证据,所以一直没有引起人们的重视。20世纪60年代,随着植物生理学的高速发展,科学家们才开始深入研究植物的睡眠运动,并提出了不少解释理论。

最初,解释植物睡眠运动的最广泛的理论是“月光理论”。提出这个论点的科学家认为,叶子的睡眠运动能使植物尽量少地遭受月光的侵害。因为过多的月光照射,可能干扰植物正常的光周期感官机制,损害植物对昼夜变化的适应。然而,使人们感到迷惑不解的是,为什么许多没有光周期现象的热带植物,同样也会出现睡眠运动?这一点用“月光理论”是没有办法解释的。

后来科学家又发现,有些植物的睡眠运动并不受温度和光强度的控制,而是由于叶柄基部中一些细胞的膨压变化引起的。如合欢树、酢浆草、红三叶草等,通过叶子在夜间的闭合,可以减少热量的散失和水分的蒸发,尤其是合欢树,叶子不仅仅在夜晚关闭睡眠,当遭遇大风大雨时,也会逐渐合拢,以防柔嫩的叶片受到暴风雨的摧残。这种保护性的反应是对环境的一种适应。

科学家们提出一个又一个观点,但都未能有一个圆满的解释依据。正当科学家们感到困惑的时候,美国科学家恩瑞特在进行了一系列有趣的实验后提出了一个新的解释。他用一根灵敏的温度探测针在夜间测量多种植物叶片的温度,结果发现,呈水平方向(不进行睡眠运动)的叶子温度,总比垂直方向(进行睡眠运动)的叶子温度要低1℃左右。恩瑞特认为,正是这仅仅1℃的微小温度差异,成为了阻止或减缓叶子生长的重要因素。因此,在相同的环境中,能进行睡眠运动的植物生长速度较快,与其他不能进行睡眠运动的植物相比,它们具有更强的生存竞争能力。

随着研究的深入,科学家还发现了更有意思的事情,许多植物竟然与人一样,也有午睡的习惯。原来,植物的午睡是指中午大约11时至下午2时,叶子的气孔关闭,光合作用明显降低这一现象。科学家认为,植物午睡主要是由于大气环境的干燥和火热引起的,午睡是植物在长期进化过程中形成的一种抗衡干旱的本能,为的是减少水分散失,以便在不良环境下生存。

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