華冰
犯困可不是動物們的專屬。所謂植物“犯困”,也就是植物睡眠。對于這種奇妙的現象,在植物生理學中被稱為“睡眠運動”。這既是一種十分有趣的自然現象,也是科學家們數十年來認真探索、深入研究,至今仍沒有弄明白的科學之謎。
每逢晴朗的夜晚,皓月當空、繁星閃爍之時,只要仔細觀察就會發現,有些植物會發生奇妙的變化。例如,人們常見的合歡樹,它的葉子由許多小羽片組合而成。白天這些小羽片既舒展又平坦,給人一種生機勃勃之感;然而每當夜幕降臨時,那些無數的小羽片就會折合關閉,如同被人們用手觸摸過的含羞草一樣,耷拉下來,使人覺得它們好像在昏昏欲睡。
花生也是一種易“犯困”的植物,傍晚后當它的葉子開始慢慢向上關閉時,這就明確表示它要“睡覺”了。會“睡覺”的植物還有很多,如羊角豆、屈白菜、炸醬草等。
不僅植物的葉子有睡眠要求,嬌嫩艷麗的花朵似乎更需要睡眠。比如,生長在水面上的睡蓮,每當旭日東升之時,它那美麗的花瓣就會緩慢地舒展開來,就像人們睡醒時伸懶腰似的;而當夕陽西下之時,它便又會閉攏花瓣,重新進入睡眠狀態。正是由于它這種“晝醒晚睡”的規律性特別明顯,故而人們給它取了“睡蓮”這一芳名。
另外,各種各樣的花的睡眠姿態也是千差萬別。蒲公英在入睡時所有的花瓣都向上豎直閉合,看上去就好像一個黃色的“雞毛帚”;胡蘿卜花則會垂下來,如同一個正在打瞌睡的“小老頭”。
植物的睡眠運動會對它本身帶來什么好處?為揭開這個謎底,在最近幾十年里,科研人員對此進行了難以計數的觀察、研究、探索與實驗。其中最早發現植物睡眠運動的是英國著名生物科學家達爾文。
最初解釋植物睡眠運動最廣泛的理論是“月光理論”,提出這一論點的科學家認為,葉子的睡眠運動能使植物盡可能少地遭受月光的侵害。因為過多的月光照射可能會干擾植物的光周期感官機能,損害植物對晝夜變化的適應。
這種理論看似很有道理,可令人困惑的是,為什么許多沒有光周期現象的熱帶植物同樣也會“犯困”?對于這一普遍現象,“月光理論”根本無法解釋清楚。
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照的控制,而是由于葉柄基部中一些細胞的膨脹壓的變化引起的。比如,三葉萃炸醬草、合歡樹等,通過葉子在夜間的閉合,可以減少熱量的散失和水分的蒸發。尤其是合歡樹的葉子,不僅僅在夜間關閉睡眠,當其遭受大風暴的侵襲時,也會逐漸合攏,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。
雖然科研人員提出了一個又一個全新的觀點,但沒有一種觀點能提供圓滿的解釋依據。正當人們困惑不解時,美國科學家斯瑞特在進行一系列有趣的實驗之后,又提出了一種新的解釋。
他利用一根靈敏的溫度探針,在夜間對多種植物葉片的溫度進行測量,結果發現呈水平方向(不進行睡眠運動)的葉子的溫度,總比垂直方向(進行睡眠運動)的葉子的溫度低1℃左右。斯瑞特據此認為,正是這1℃的微小差別,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,能進行睡眠運動的葉片生長速度較快,與其他不能進行睡眠運動的植物相比,它們具有更強的生命競爭力。
隨著研究的不斷深入,科研人員還發現一個有關植物睡眠的現象:植物竟然與人一樣也有午睡的習慣。植物午睡的時間一般是在中午11時至下午2時之間,此時葉子關閉,光合作用明顯降低。為什么會出現這種現象? 科研人員認為,植物午睡主要是由于大氣環境的干燥炎熱引起的,午睡是植物在長期生存過程中形成的一種抗衡干旱的本能反應,為的是減少水分散失,以便在不良的環境中能更好地生存。
由此看來,植物為何“犯困”,這其中的說道還真不少。總有一天,人們會弄清楚植物“犯困”到底是為什么,說不定你就會對這個問題給出圓滿的回答呢!讓我們拭目以待吧。