睡眠是人及其他動物的一種自然生理需求,可以使人消除疲勞,恢復(fù)精力。在長期生活實(shí)踐中,人們積累了“人是鐵,飯是鋼,覺是人參湯”“一夜不睡,十夜不補(bǔ)”“吃一夜不及睡一夜”等諺語,這都充分說明了睡覺對我們是非常的重要。
每當(dāng)夜幕降臨,我們慢慢進(jìn)入夢鄉(xiāng)時(shí),同學(xué)們可曾想到,大自然中和我們朝夕相處的植物,它們是否也需要睡眠呢?答案是肯定的,植物睡眠在植物生理學(xué)中被稱為“睡眠運(yùn)動”,它不僅是一種有趣的自然現(xiàn)象,一直以來還是個科學(xué)之謎呢!
植物的睡眠運(yùn)動
合歡樹也叫“馬纓花”“絨花樹”“夜合”等,以其葉片纖細(xì)似羽、綠蔭如傘、紅花成簇等特點(diǎn)而被人們鐘愛,是城市綠化的常見樹種之一。其睡覺最明顯的反應(yīng)是在葉子上。合歡樹的葉子為偶數(shù)兩面羽狀復(fù)葉,小葉10-30對,鐮刀狀圓形。當(dāng)太陽出來的時(shí)侯,小羽片開始慢慢舒展開來了,最后變得舒展又平坦;夜幕降臨時(shí),無數(shù)小羽片就很聽話地成雙成對地慢慢折合、最終面對面地靠在一起,好像被手碰過的含羞草,輕輕地打著呼嚕,進(jìn)入夢鄉(xiāng)。一覺睡到第二天太陽上山,才又睜開眼睛,慢悠悠地展開葉片,有條不紊地開始工作,通過光合作用,為我們制造新鮮的氧氣了。
很多年來,研究人員發(fā)現(xiàn),原來許多植物都具有這種運(yùn)動。如花生、大豆和含羞草等植物的葉子,白天迎著朝陽舒展,一到晚上就成對地合攏起來。植物的葉子晝開夜合,其實(shí)就是植物睡眠的外在表現(xiàn)之一。這種隨晝夜的光暗周期而變化的運(yùn)動形式,是由于夜晚到來的刺激所引起的感性運(yùn)動,又稱為“感夜運(yùn)動”。
此外,植物通過葉子在夜間的閉合,可以減少熱量的散失和水分的蒸發(fā),尤其是合歡樹,葉子不僅僅在夜晚關(guān)閉睡眠,當(dāng)遭遇大風(fēng)大雨時(shí),也會逐漸合攏,以防柔嫩的葉片受到暴風(fēng)雨的摧殘。這種自我保護(hù)性的反應(yīng)是對環(huán)境的一種適應(yīng)。
合歡樹
為什么會睡眠
100多年前,英國著名的生物學(xué)家達(dá)爾文,曾經(jīng)在夜里對多種植物進(jìn)行觀察,最終也未能揭示植物睡眠運(yùn)動的成因。直至近代,有科學(xué)家發(fā)現(xiàn),多種豆科植物的睡眠運(yùn)動并不受溫度和光強(qiáng)度的控制,而是與它們共同的羽狀復(fù)葉、小葉葉柄的特殊結(jié)構(gòu)有關(guān)。它們的葉柄有種特殊的細(xì)胞叫做“運(yùn)動細(xì)胞”,如果該種細(xì)胞喝足水、體積變大,葉子就張開,反之,吐水體積縮小后,葉子就閉合。其本質(zhì)在于調(diào)節(jié)葉柄基部一些細(xì)胞的膨壓,調(diào)節(jié)這種運(yùn)動細(xì)胞體積變化的是細(xì)胞膜的“鉀通道”,根據(jù)生物鐘按一定的時(shí)間周期開閉鉀離子通道,伴隨著鉀離子從通道出入或者進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)或者跑出細(xì)胞外。迄今為止,科學(xué)家已經(jīng)從含羞草、決明屬、葉下珠屬、鐵掃帚、合歡屬5種豆科植物中,各自成對地分離出了“睡眠物質(zhì)”與“覺醒物質(zhì)”。
合歡樹不僅是行道樹、庭蔭樹、四旁綠化和庭園點(diǎn)綴的觀賞佳樹,而且,據(jù)我國明代醫(yī)學(xué)著作《本草綱目》中記載合歡樹皮及花均可入藥,還可以治療多種疾病哦。
親愛的小朋友們,希望通過你們的努力,讓自然界中更多的未解之謎在不久的將來得以揭示。
編輯 朱璐 zhulu83@126.com