植物睡眠之謎

每逢晴朗的夜晚，我們只要細(xì)心觀察，就會發(fā)現(xiàn)一些植物已發(fā)生了奇妙的變化。比如常見的合歡樹，它的葉子由許多小羽片組合而成，在白天舒展而又平坦，一到夜幕降臨，那無數(shù)小羽片就成雙成對地折合關(guān)閉，好像被手碰過的含羞草。

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(guān)閉，表示要睡覺了。以上所舉實(shí)例僅是一些常見的例子，事實(shí)上，會睡覺的植物還有很多很多，如醉漿草、白屈菜、羊角豆等。

不僅植物的葉子有睡眠要求，就連嬌柔艷麗的花朵也需要睡眠。生長在水面的睡蓮花，每當(dāng)旭日東升之時(shí)，它那美麗的花瓣就慢慢舒展開來，而當(dāng)夕陽西下時(shí)，它又閉攏花瓣，重新進(jìn)入睡眠狀態(tài)，故而得此“睡蓮”芳名。各種各樣的花，睡眠的姿態(tài)也各不相同。蒲公英在入睡時(shí)，所有的花瓣都向上豎起閉合，看上去像一個(gè)黃色的雞毛帚。胡蘿卜的花則垂下來，像正在打瞌睡的小老頭。

植物的睡眠運(yùn)動會對它本身帶來什么好處呢?最近幾十年，科學(xué)家們圍繞著這個(gè)問題，展開了廣泛的研究。

最早發(fā)現(xiàn)植物睡眠運(yùn)動的人，是英國著名的生物學(xué)家達(dá)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(jìn)行了長期觀察，發(fā)現(xiàn)一些積滿露水的葉片，因?yàn)槌惺艿剿榈闹亓慷\(yùn)動不便，往往比其他能自由運(yùn)動的葉片容易受傷。后來他又用人為的方法把葉片固定住，也得到相類似的結(jié)果。達(dá)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(yùn)動對植物生長極有好處，也許主要是為了保護(hù)葉片抵御夜晚的寒冷。

達(dá)爾文的說法似乎有一定道理，但缺乏足夠的證據(jù)，所以一直沒有引起人們的重視。20世紀(jì)60年代，隨著植物生理學(xué)的高速發(fā)展，科學(xué)家們開始深入研究植物的睡眠運(yùn)動，并提出了不少解釋理論。

最初，解釋植物睡眠運(yùn)動的最廣泛的理論是“月光理論”。提出這個(gè)論點(diǎn)的科學(xué)家認(rèn)為，葉子的睡眠運(yùn)動能使植物盡量少地遭受月光的侵害。因?yàn)檫^多的月光照射，可能干擾植物正常的光周期感官機(jī)制，損害植物對晝夜變化的適應(yīng)。然而，使人們感到迷惑不解的是，為什么許多沒有光周期現(xiàn)象的熱帶植物，同樣也會出現(xiàn)睡眠運(yùn)動，這一點(diǎn)用“月光理論”是無法解釋的。

后來科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)，有些植物的睡眠運(yùn)動并不受溫度和光強(qiáng)度的控制，而是由于葉柄基部中一些細(xì)胞的膨壓變化引起的。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。這種保護(hù)性的反應(yīng)是對環(huán)境的一種適應(yīng)。

科學(xué)家們提出一個(gè)又一個(gè)觀點(diǎn)，但都未能有一個(gè)圓滿的解釋依據(jù)。正當(dāng)科學(xué)家們感到困惑的時(shí)候，美國科學(xué)家恩瑞特在進(jìn)行了一系列有趣的實(shí)驗(yàn)后提出了一個(gè)新的解釋。他用一根靈敏的溫度探測針在夜間測量多種植物葉片的溫度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，呈水平方向(不進(jìn)行睡眠運(yùn)動)的葉子溫度，總比垂直方向(進(jìn)行睡眠運(yùn)動)的葉子溫度要低1℃左右。恩瑞特認(rèn)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(huán)境中，能進(jìn)行睡眠運(yùn)動的植物生長速度較快，與其他不能進(jìn)行睡眠運(yùn)動的植物相比，它們具有更強(qiáng)的生存競爭能力。

隨著研究的深入，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了植物睡眠的有意思的事：植物竟與人一樣也有午睡的習(xí)慣。

原來，植物的午睡是指中午大約11時(shí)至下午2時(shí)，葉子的氣孔關(guān)閉，光合作用明顯降低這一現(xiàn)象。科學(xué)家認(rèn)為，植物午睡主要是由于大氣環(huán)境的干燥和火熱引起的，午睡是植物在長期進(jìn)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，以便在不良環(huán)境下生存。

（顧建平薦自《科海故事博覽》）