植物的生長響應和生物節律

　　人類生活在這個地球上，倘若沒有種類繁多的植物，我們身邊的環境將不堪設想。那么植物到底是如何來定義的呢？植物的生長又有些什么樣的規律呢？我們知道植物是能夠進行光合作用的陸生多細胞真核生物，是天然的空氣凈化器，它們雖然不能像人類和動物那樣自由運動，但它們的生命活動也有自身的規律。
　　
　　一、向性改變植物生長的方向
　　
　　植物對于環境中的物理刺激有多種響應，最明顯和最靈敏的是含羞草的響應。在正常情況下含羞草的葉片是伸開的，只要輕輕一碰，整株植物的葉片都閉合起來。含羞草的這種運動很迅速，稱為膨脹運動。
　　與植物的膨脹運動相比較而言，植物還有一類響應稱為向性。向性運動是一種生長運動，它又分為三種：向光性、向重力性和向觸性。向光性是植物的一種適應特征，它是指植物的枝葉向著光生長，有效地進行光合作用。比如放在窗臺上的一盆花，葉子總是向著陽光生長，如果將花盆轉一個方向，幾天后葉子就會轉向，直到完全朝向陽光為止。植物的生長也受重力的影響，就像不管種子在土壤中放置的方向如何，總是根朝下長，苗朝上長，可見向重力性也是植物的一個重要適應現象。向觸性是指有些植物的變態葉即卷須一接觸到支持物，相對一面的生長就加快，于是卷曲起來。向觸性使得植株依靠支持物而向光生長，這個特性在農作物的栽培方面常被用到，尤其是蔬菜種植，比如豌豆植株利用卷須在一種堅固的支持物上攀援生長。
　　
　　二、植物有生物鐘
　　
　　人體的脈搏、血壓、體溫、細胞分裂速度等都有晝夜節奏。植物也一樣，許多豆科植物的葉子晝張夜閉、氣孔晝開夜合等，都是與生俱來的晝夜節律。這種節律大概以24小時為一周期，它不因環境的變化而立即消失。環境的刺激并不是發生晝夜節律的原因，控制這種節律的是生物體內的一種計時裝置，即所謂的生物鐘。
　　已知人和哺乳動物體內，生物鐘位于下丘腦中的一組細胞內。生物鐘的變化周期是24小時左右，而且當外界的晝夜變化突然改變時，生物鐘并不能立即進行調整。無論是人乘飛機旅行，還是將植物從一個時區迅速移到另一個時區，都會有時差，即晝夜節律不能立即與外界的變化同步，而要落后一些。生物鐘的另一個特點是很少受溫度的影響，這點與其他習性不一樣。
　　植物的一生，不僅受晝夜變化的影響，也受季節性變化的影響。植物的開花、種子的萌發以及休眠的開始和結束，都是在一年之中某個季節或時刻發生的。那么植物靠什么去感受一年中的時間變化呢？環境給植物這方面的信號是所謂的光周期，即晝夜的長短。春季晝長夜短，秋季晝短夜長，正是這種晝夜長短的變化影響著植物的許多過程，其中最顯著也最重要的是開花過程。
　　就開花與光周期的關系來說，可將植物分為兩大類，即短日植物和長日植物。短日植物一般在夏末或秋冬季開花，即需要短的日照時間；長日植物則在春末或夏初開花，要求長的日照時間。當然，區別長日植物與短日植物的不是絕對的夜長，而是短于一個臨界期的黑暗（長日植物）或長于一個臨界期的黑暗（短日植物）。
　　
　　三、植物光敏素與生物鐘有關
　　
　　如上所述，夜間的長短決定著植物對季節的響應，那么植物又如何測量夜間的長短呢？據有關植物學資料介紹，有一類稱為植物光敏素的色素與此有關。不同波長的光對于短日植物的開花有影響，就是植物光敏素在起作用。光敏素是一種蛋白質，有兩種形式，彼此之間結構上稍微有差異。這兩種形式會吸收不同波長的光而相互轉化，這種轉化就是植物生物鐘的感知，這恰好與一天的晝夜變化同步。植物光敏素的轉變不僅引發開花的響應，也引發其他的生理過程如植物氣孔的開關、種子的萌發等的響應。植物光敏素普遍存在于植物界，可能在所有光合生物中所起的作用，都是使植物體內的生理變化與自然界光照條件的季節性變化同步。
　　植物的生長除了必要的陽光、水、土壤等生長要素外，植物對自身的生命活動有一整套調控系統，即激素條件、外界刺激的響應和生物鐘等。讓我們更多地了解植物的生活習性和生長規律，更好地保護好大自然，改善我們的生活環境吧。
　　（作者單位：江西省南康市隆木中學）