植物也要打瞌睡嗎

李梅

夏日的傍晚，如果我們漫步于蓮花池畔，就會留意到白天還笑臉迎人的睡蓮，此時已經(jīng)閉合花瓣、掩面酣睡了。待到第二天旭日東升之際，它又會自睡夢中慢慢“蘇醒”，重新綻開嫵媚笑顏，周而復始。睡蓮的名字也由此習性而來。其實，植物和人一樣，也有“睡覺”的需求（當然動物也需要）。除了我們熟知的睡蓮，像花生、大豆、含羞草、紅花苜蓿等植物，也會在清晨日出時舒展葉片，隨夜幕降臨而閉合葉片“入睡”；蒲公英則在日落時關閉花瓣“入睡”，待日出東方再緩緩醒來展開花瓣。植物的這種葉片或花瓣晝開夜合的運動稱作植物的“睡眠運動”或“感夜運動”。

植物為什么要睡覺

在達爾文的經(jīng)典著作《植物的運動》一書中，解釋了豆科植物要睡眠的原因。豆科植物為了保護身體免受夜間低溫的侵襲，要采用閉上葉片睡眠的方法。現(xiàn)在，科學家通過顯微鏡觀察已經(jīng)了解到，植物葉片的“睡眠運動”是由葉柄上一種叫做“運動細胞”的特殊細胞膨脹或收縮引起的。運動細胞吸水脹大后葉片即張開，運動細胞排出水分縮小后葉子就閉合。花瓣和葉片在夜間閉合，可減少熱量散失和水分蒸發(fā)，有利于保溫保濕。

植物失眠“很受傷”

如果設法不讓植物睡覺，后果又如何呢？如今，科學家已經(jīng)合成了可以阻礙植物“睡覺”的物質。他們將這種物質作用于一株豆科植物上，結果由于它的葉片一直張開，植株患上了“失眠癥”而無法入睡，兩周后就完全枯萎了。這一實驗也證明了“睡眠運動”是植物生存不可或缺的生命現(xiàn)象。

控制植物“生物鐘”的神秘物質

植物的睡眠現(xiàn)象自古就激起了人們的好奇心。據(jù)記載，早在公元前4 世紀，亞歷山大大帝就曾命令部下查清植物睡眠的原因。到了18 世紀，法國的生物學家發(fā)現(xiàn)，將含羞草置于黑暗的洞穴中，幾天內它仍可持續(xù)以24 小時為周期開閉葉片，而不受光等外部環(huán)境的影響。這說明，含羞草體內存在周期性運動的“生物鐘”。生物鐘令許多植物顯現(xiàn)出很強的生理節(jié)奏，包括讓植物在一天當中的固定時段開花。比如牽牛花凌晨帶露開放，酢漿草中午方才蘇醒，曇花晚間綻蕾吐香。

植物學家也在試圖揭開生物鐘控制植物“睡眠運動”的謎底。經(jīng)過多年摸索，科學家已經(jīng)從數(shù)千種化合物中，通過萃取生理活性物質的分離實驗，最終成功分離出兩種生理活性物質：讓植物葉片閉合的“睡眠物質”，以及讓植物葉片張開的“覺醒物質”。

植物的睡眠運動就是被這兩種性質相反的物質所控制。

通過對葉下珠這種植物體內生理活性物質濃度變化的研究測定，發(fā)現(xiàn)“覺醒物質”的濃度幾乎全天恒定，而“睡眠物質”的濃度卻是白天減少，夜間增加。

可惜，由葉下珠得出的結論并非放之四海而皆準。科學家又通過實驗發(fā)現(xiàn)，不同種植物的生理活性物質都可能不同，而同一屬的植物則具有共同的生理活性物質（比如頂合歡、緬甸合歡與歐洲合歡）。

讓雜草患上失眠癥

依據(jù)豆科植物不睡眠會枯死以及每種植物生理活性物質不一樣的事實，科學家在嘗試開發(fā)一些“環(huán)境和諧型”農藥。比如，合成可導致豆科雜草角合歡“失眠”，卻對豆科莊稼的生長無不良影響的睡眠運動阻斷劑，目的就是讓這種雜草因患上失眠癥而枯死。另外，如果設法延長植物的睡眠時間，即可有效減少其水分的蒸發(fā)。從理論上分析，將來應該能夠培育出抗旱能力更強的莊稼。