植物睡眠之謎

每逢晴朗的夜晚，我們只要細(xì)心觀察，就會(huì)發(fā)現(xiàn)一些植物已發(fā)生了奇妙的變化。比如常見(jiàn)的合歡樹(shù)，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(wú)數(shù)小羽片就成雙成對(duì)地折合關(guān)閉，好像被手碰過(guò)的含羞草。

花生也是一種愛(ài)睡覺(jué)的植物，它的葉子從傍晚開(kāi)始，便慢慢地向上關(guān)閉，表示要睡覺(jué)了。以上所舉實(shí)例僅是一些常見(jiàn)的例子，事實(shí)上，會(huì)睡覺(jué)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(zhǎng)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(kāi)來(lái)，而當(dāng)夕陽(yáng)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(lái)，像正在打瞌睡的小老頭。

植物的睡眠運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)它本身帶來(lái)什么好處呢?最近幾十年，科學(xué)家們圍繞著這個(gè)問(wèn)題，展開(kāi)了廣泛的研究。

最早發(fā)現(xiàn)植物睡眠運(yùn)動(dòng)的人，是英國(guó)著名的生物學(xué)家達(dá)爾文。100多年前，他在研究植物生長(zhǎng)行為的過(guò)程中，曾對(duì)69種植物的夜間活動(dòng)進(jìn)行了長(zhǎng)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(dòng)不便，往往比其他能自由運(yùn)動(dòng)的葉片容易受傷。后來(lái)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(wú)法直接測(cè)量葉片的溫度，但他斷定，葉片的睡眠運(yùn)動(dòng)對(duì)植物生長(zhǎng)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(shuō)法似乎有一定道理，但缺乏足夠的證據(jù)，所以一直沒(méi)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(kāi)始深入研究植物的睡眠運(yùn)動(dòng)，并提出了不少解釋理論。

最初，解釋植物睡眠運(yùn)動(dòng)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(dòng)能使植物盡量少地遭受月光的侵害。因?yàn)檫^(guò)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(duì)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(méi)有光周期現(xiàn)象的熱帶植物，同樣也會(huì)出現(xiàn)睡眠運(yùn)動(dòng)，這一點(diǎn)用“月光理論”是無(wú)法解釋的。

后來(lái)科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)，有些植物的睡眠運(yùn)動(dòng)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(shù)、酢漿草、紅三葉草等，通過(guò)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(shù)，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(huì)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(duì)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(guó)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(cè)針在夜間測(cè)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(dòng))的葉子溫度，總比垂直方向(進(jìn)行睡眠運(yùn)動(dòng))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(zhǎng)的重要因素。因此，在相同的環(huán)境中，能進(jìn)行睡眠運(yùn)動(dòng)的植物生長(zhǎng)速度較快，與其他不能進(jìn)行睡眠運(yùn)動(dòng)的植物相比，它們具有更強(qiáng)的生存競(jìng)爭(zhēng)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(lái)，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?？茖W(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(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)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》）