第6章 植物的睡眠
- 動物植物大探索(千年回望神秘探索系列)
- 王順義主編
- 2121字
- 2021-05-26 11:09:42
睡眠是我們人類生活中不可缺少的一部分。經過一天的工作或學習,人們只要美美地睡上一覺,疲勞的感覺就都消除了。動物也需要睡眠,甚至會睡上一個漫長的冬季。可現在說的是植物的睡眠,也許你就會感到新鮮和奇怪了。
其實,每逢晴朗的夜晚,我們只要細心觀察周圍的植物,就會發現一些植物已發生了奇妙的變化。比如公園中常見的合歡樹,它的葉子由許多小羽片組合而成,在白天舒展而又平坦,可一到夜幕降臨時,那無數小羽片就成對成對地折合關閉,好像被手碰撞過的含羞草葉子,全部合攏起來,這就是植物睡眠的典型現象。
有時候,我們在野外還可以看見一種開著紫色小花、長著三片小葉的紅三葉草,它們在白天有陽光時,每個葉柄上的三片小葉都舒展在空中,但到了傍晚,三片小葉就閉合在一起,垂下頭來準備睡覺。花生也是一種愛睡覺的植物,它的葉子從傍晚開始,便慢慢地向上關閉,表示白天已經過去,它要睡覺了。以上只是一些常見的例子,會睡覺的植物還有很多很多,如酢漿草、白屈菜、含羞草、羊角豆……
不僅植物的葉子有睡眠要求,就連嬌柔艷美的花朵也要睡眠。例如,在水面上綻放的睡蓮花,每當旭日東升之際,它那美麗的花瓣就慢慢舒展開來,似乎剛從酣睡中蘇醒,而當夕陽西下時,它又閉攏花瓣,重新進入睡眠狀態。由于它這種“晝醒晚睡”的規律性特別明顯,才因此得此芳名“睡蓮”。
各種各樣的花兒,睡眠的姿態也各不相同。蒲公英在入睡時,所有的花瓣都向上豎起來閉合,看上去好象一個黃色的雞毛帚。胡蘿卜的花,則垂下頭來,像正在打瞌睡的小老頭。更有趣的是,有些植物的花白天睡覺,夜晚開放,如晚香玉的花,不但在晚上盛開,而且格外芳香,以此來引誘夜間活動的蛾子來替它傳授花粉。還有我們平時當疏菜吃的瓠子,也是夜間開花,白天睡覺,所以人們稱它為“夜開花”。令我們不解的一個問題是植物的睡眠能給植物帶來什么好處呢?最近幾十年,科學家們圍繞著睡眠運動的問題,展開了廣泛的討論。
最早發現植物睡眠運動的人,是英國著名的生物學家達爾文。100多年前,他在研究植物生長行為的過程中,曾對69種植物的夜間活動進行了長期觀察,發現一些積滿露水的葉片,因為承受到水珠的重量往往比其他的葉片容易受傷。后來他又用人為的方法把葉片固定住,也得到相類似的結果。在當時,達爾文雖然無法直接測量葉片的溫度,但他斷定,葉片的睡眠運動對植物生長極有好處,也許主要是為了保護葉片抵御夜晚的寒冷。
達爾文的說法似乎有一定道理,可是它缺乏足夠的實驗證據,所以一直沒有引起人們的重視。直到20世紀60年代,隨著植物生理學的高速發展,科學家們才開始深入研究植物的睡眠運動,并提出了不少解釋它的理論。
起初,解釋睡眠運動最流行的理論是“月光理論”。提出這個論點的科學家認為,葉子的睡眠運動能使植物盡量少遭受月光的侵害,因為過多的月光照射,可能干擾植物正常的光周期感官機制,損害植物對晝夜長短的適應。然而,使人們感到迷惑不解的是,為什么許多沒有光周期現象的熱帶植物,同樣也會出現睡眠運動,這一點用“月光理論”是無法解釋的。
后來科學家們又發現,有些植物的睡眠運動并不受溫度和光強度的控制,而是由于葉柄基部中一些細胞的膨壓變化引起的。例如,合歡樹、酢漿草、紅三葉草等,通過葉子在夜間的閉合,可以減少熱量的散失和水分的蒸騰,起到保溫保濕的作用,尤其是合歡樹,葉子不僅僅在夜晚會關閉睡眠,在遭遇大風大雨襲擊時,也會漸漸合攏,以防柔嫩的葉片受到暴風雨的摧殘。這種保護性的反應是對環境的一種適應,與含羞草很相似,只不過反應沒有含羞草那樣靈敏。
隨著研究的日益深入,各種理論觀點一一被提了出來,但都不能圓滿地解釋植物睡眠之謎。正當科學家們感到困惑的時候,美國科學家恩瑞特在進行了一系列有趣的實驗后提出了一個新的解釋。他用一根靈敏的溫度探測針,在夜間測量多花菜豆葉片的溫度,結果發現,不進行睡眠運動的葉子溫度,總比進行睡眠的葉子溫度要低1℃左右。恩瑞特認為,正是這僅僅1℃的微小溫度差異,已成為阻止或減緩葉子生長的重要因素。因此,在相同的環境中,能進行睡眠運動的植物生長速度較快,與其它不能進行睡眠運動的植物相比,它們具有更強的生存競爭能力。
植物睡眠運動的本質正不斷地被揭示。更有意思的是,科學家們發現,植物不僅在夜晚睡眠,而且竟與人一樣也有午睡的習慣。小麥、甘薯、大豆、毛竹甚至樹木,眾多的植物都會午睡。
原來,植物的午睡是指中午大約11時至下午2時,葉子的氣孔關閉,光合作用明顯降低這一現象。這是科學家們在用精密儀器測定葉子的光合作用時觀察出來的。科學家們認為,植物午睡主要是由于大氣環境的干燥和火熱。午睡是植物在長期進化過程中形成的一種抗衡干旱的本能,為的是減少水分散失,以利在不良環境下生存。
由于光合作用降低,午睡會使農作物減產,嚴重的可達三分之一,甚至更多。為了提高農作物產量,科學家們把減輕甚至避免植物午睡,作為一個重大課題來研究。
我國科研人員發現,用噴霧方法增加田間空氣溫度,可以減輕小麥午睡現象。實驗結果是,小麥的穗重和粒重都明顯增加,產量明顯提高。可惜噴霧減輕植物午睡的方法,目前在大面積耕地上應用還有不少困難。隨著科學技術的迅速發展,將來人們一定會創造出良好的環境,讓植物中午也高效率地工作,不再午睡。