植物如何睡覺

夏日的傍晚，如果我們漫步于蓮花池畔，就會(huì)留意到白天還笑臉迎人的睡蓮，此時(shí)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(huì)自睡夢(mèng)中慢慢“蘇醒”，重新綻開嫵媚笑顏，周而復(fù)始。睡蓮的名字也由此習(xí)性而來(lái)。

其實(shí)，植物和人一樣，也有“睡覺”的需求（當(dāng)然動(dòng)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(huì)在清晨日出時(shí)舒展葉片，隨夜幕降臨而閉合葉片“入睡”；蒲公英則在日落時(shí)關(guān)閉花瓣“入睡”，待日出東方再醒來(lái)緩緩展開花瓣。植物的這種葉片或花瓣晝開夜合的運(yùn)動(dòng)稱作植物的“睡眠運(yùn)動(dòng)”或“感夜運(yùn)動(dòng)”。

植物為什么要睡覺

在達(dá)爾文的經(jīng)典著作《植物的運(yùn)動(dòng)》一書中，解釋了豆科植物要睡眠的原因。豆科植物為了保護(hù)身體免受夜間低溫的侵襲，要采用閉上葉片睡眠的方法?，F(xiàn)在，科學(xué)家通過(guò)顯微鏡觀察已經(jīng)了解到，植物葉片的“睡眠運(yùn)動(dòng)”是由葉柄上一種叫做“運(yùn)動(dòng)細(xì)胞”的特殊細(xì)胞膨脹或收縮引起的。運(yùn)動(dòng)細(xì)胞吸水脹大后葉片即張開，運(yùn)動(dòng)細(xì)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(shè)法不讓植物睡覺，后果又如何呢？如今，科學(xué)家已經(jīng)合成了可以阻礙植物“睡覺”的物質(zhì)。他們將這種物質(zhì)作用于一株豆科植物上，結(jié)果由于它的葉片一直張開，植株患上了“失眠癥”而無(wú)法入睡，兩周后就完全枯萎了。這一實(shí)驗(yàn)也證明了“睡眠運(yùn)動(dòng)”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(zhì)

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(jì)，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(jì)，法國(guó)的生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，將含羞草置于黑暗的洞穴中，幾天內(nèi)它仍可持續(xù)以24小時(shí)為周期開閉葉片，而不受光等外部環(huán)境的影響。這說(shuō)明含羞草體內(nèi)存在周期性運(yùn)動(dòng)的“生物鐘”。生物鐘令許多植物顯現(xiàn)出很強(qiáng)的生理節(jié)奏，包括讓植物在一天當(dāng)中的固定時(shí)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(xué)家也在試圖揭開生物鐘控制植物“睡眠運(yùn)動(dòng)”的謎底。經(jīng)過(guò)多年摸索，科學(xué)家已經(jīng)從數(shù)千種化合物中，通過(guò)萃取生理活性物質(zhì)的分離實(shí)驗(yàn)，最終成功分離出兩種生理活性物質(zhì)：讓植物葉片閉合的“睡眠物質(zhì)”，以及讓植物葉片張開的“覺醒物質(zhì)”。

植物的睡眠運(yùn)動(dòng)就是被這兩種性質(zhì)相反的物質(zhì)所控制。

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

可惜，由葉下珠得出的結(jié)論并非放之四海而皆準(zhǔn)?？茖W(xué)家又通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同種植物的生理活性物質(zhì)都可能不同，而同一屬的植物則具有共同的生理活性物質(zhì)（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(huì)枯死以及每種植物生理活性物質(zhì)不一樣的事實(shí)，科學(xué)家在嘗試開發(fā)一些“環(huán)境和諧型”農(nóng)藥。比如，合成可導(dǎo)致豆科雜草角合歡“失眠”，卻對(duì)豆科莊稼的生長(zhǎng)無(wú)不良影響的睡眠運(yùn)動(dòng)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(shè)法延長(zhǎng)植物的睡眠時(shí)間，即可有效減少其水分的蒸發(fā)，從理論分析，將來(lái)應(yīng)該能夠開發(fā)出抗旱能力更強(qiáng)的莊稼。

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