人和动物需要睡眠,但很少有人会考虑植物是否也需要睡眠的问题。其实在晴朗夜晚的田野中,只要注意观察就会发现,有许多植物已产生了奇妙的变化。比如公园内的合欢和农田里的花生等,在白天的阳光下叶片舒张伸展,可是一到夜晚却紧紧关拢,或者将所有的小叶折叠在一起而下垂。
这种有趣的现象被植物生理学家称之为睡眠运动(亦称感夜运动),并引起了许多学者们的重视。10多年来,围绕着这一课题,科学家们展开了广泛的研究和讨论,同时提出了很多解释这种现象的假设和推断。
这个概念最早是由英国著名学者达尔文在1880年所著的《植物的运动能力》一书中提出的。他发现,有些植物在外力的迫使下,其叶片停止运动,始终保持在某一固定的位置,结果叶片很容易遭受冻害或寒害。达尔文为什么会得出这种结论呢?原来他在对植物生长行为的长期观察中,发现积满露水的对片因为受到重量负荷而运动不便,它们往往比那些能自由运动的叶片更容易遭受寒冷的袭击。虽然在当时他还无法直接测量叶的温度,但他仍然断定,叶片的睡眠运动是对植物极有好处的,也许这主要是为了保护叶片抵御夜晚的寒冷。
达尔文的观点因为缺乏充足的实验证据,一直未引起人们足够的重视。直到20世纪60年代,许多欧美和日本的学者才开始深入研究植物的睡眠运动,于是许许多多论述植物睡眠运动生理机制的假说纷纷被提了出来。其中在当时最流行的是“月光理论”。持这一论点的学者们认为,叶子的睡眠运动能保持植物免遭月光的侵害,因为过多的月光照射,可能干扰植物的光周期感官机制,损害植物对昼夜长短的适应。然而使人们感到疑惑的是,用“月光理论”很难解释,为什么许多不具有光周期现象的热带植物同样也会出现睡眠运动。(www.xing528.com)
正当学者们感到困惑不解时,美国加利佛尼亚洲斯克雷帕听斯海洋研究所的一名学者恩瑞特,用一个灵敏的测温探针,在夜间去测量多花莱豆的叶片的温度,结果发现,水平方向叶子不进行睡眠运动也不关闭的叶片的温度,总比垂直方向叶片进行睡眠运动的关闭叶片的温度要低将近l℃。尽管温差很大但这个实验似乎为早期达尔文阐述的观点提供了有力的佐证。
以后,恩瑞特又进行了更深入的研究并提出,正是这仅仅1℃的微小温度差异,已成为阻止或减缓叶子生长的重要因素。他认为,睡眠运动对植物的分布状况有重要的影响,在相同的环境中,能进行睡眠的植物生长速度较快,而且它比不能进行睡眠运动的植物具有更强的生存竞争性。
植物睡眠运动的本质正在不断地被揭示,但对这种现象的各种生理机制的研究显然是远远不够的,因此要彻底揭示植物睡眠运动的所有谜点,尚需要进行更广泛深入的研究。
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