草木不是无情物——神奇的植物感应性现象

《林海伦的博物学》原创系列之十三

植物具有普遍的感应性现象,只是经常被我们所忽略。感应性系指生物对外界的环境变化能作出反应的特性。从字面上来理解,就是生物感知到外界的信息变化(包括光照、温度、水分、化学物质等),就是对感知到的刺激作出一种生理上的反应。从感到应,生物内部要对信息进行处理和判断,通常的理解就是生物的本能反应。

含羞草的复叶特写,常有4个羽片组成,

羽片基部也有发达的叶枕——植物的活动关节

动物的感应性是不言而喻的,植物的感应性似乎不大好理解。依我看,任何生物倘若没有感应性它必定无法生存。因此,感应性是生物所必须具备的一项基本生存要素,它与新陈代谢繁殖是生物区别于非生物的三大特征。

含羞草的头状花序,粉色的是细长的花丝部分,

花序梗是不具叶枕的,因此其花序是不会产生动作的

最能说明问题的例子是含羞草的小叶片在被触碰时会马上闭合。当它们的叶片具有动作的反应时,使原本看上去木木的植物一下子灵动起来。而同为含羞草亚科的合欢,它们的小叶片在夜晚到来时也会双双闭合,所以就有“合欢”这样快乐喜庆的名字。小时候听大人讲合欢树又叫“夜闭树”,我觉得如此称呼似乎更加直白些。

含羞草不仅具有触碰感应性,

对光线的感应性与合欢相同,晚上小叶片也会闭合在一起

合欢在夜晚闭合小叶片是对光线变弱的一种感应性,含羞草除了对震动的感应性外也同样有在夜晚闭合的习性。豆科植物中许多种类都有这种感应性,花生的叶片在黄昏光线变暗时就会合拢,香港黄檀的小叶片与含羞草在外形上很相似,均具有日开夜合的感应性。

合欢对光线具有感应性,

小叶片在晚上会闭合在一起,而白天则充分展开

其它的例子还有睡莲的花朵、蒲公英的头状花序、叶下珠的小叶片、酢浆草、三叶草、云实、山合欢等等都会晚上闭合白天展开。当然多数植物种类是不会在晚上闭合花朵或叶片的,桔梗的花朵就是一个典型的例子。相反,夜开花则是晚上开花,白天就凋谢。

花生的小叶片具有与合欢一样的光线感应性,

白天展开,夜晚闭合

花生小叶片闭合时的特写镜头,

请关注其小叶片基部发达的叶枕

太阳花的花朵和叶片都会在夜晚到来之前收拢闭合,次日花朵又会重新开放。太阳花又名“时辰花”,只有见光才会开花。太阳花还有一个名字叫“大花马齿苋”,它和马齿苋一样,花丝均具有类似含羞草那样的触碰感应性,感兴趣的朋友不妨去试一下。

太阳花又名大花马齿苋,花丝具有触碰感应性,

花朵和叶片白天展开,晚上合拢

太阳花的叶片和花朵在晚上开启睡眠模式,

光线变强时则自然醒来而展开

这类植物为什么要像昼行性动物那样在晚上开启睡眠模式呢?好处是显而易见的,叶片闭合后主要是可以减少水分的蒸发和降低蒸腾作用。因为当植物被动脱水时,就会表现出这种叶片闭合的现象。那么主动闭合也就很容易让我们窥见其行为背后的动机。另外,叶片闭合后的植株显得更为低调,自然也能减少敌害的侵扰。

山合欢的小叶片也会在晚上合拢

云实的小叶片也有夜合日开的习性,

这里黄昏时部分已开始合拢

香港黄檀的羽状复叶与含羞草有些相似,

黄昏时已开始闭合收缩

这显然是这类植物对自然环境长期主动适应作出的改变,也证明植物的确是有灵魂的生命体。首先,它们要能感知到光线的强弱,当光照强度低到一定值且有相当长的持续时间时,植物内部便会启动闭合花瓣或叶片的程序;其次,这类植物的叶片基部都有一个相当于动物的活动关节,植物学上称其为叶枕。这是个组织较膨大的器官,内部有许多大型的液泡细胞,当液泡中的水分渗出细胞膜时,细胞的紧张度下降,叶片就会发生闭会。当液泡再次饱满时,叶片就又会撑开来。倘若没有“叶枕这个器官,植物想主动闭合叶片,也是办不到的。因此,这就是个十分有用且进化的特征。

豆科植物田菁的羽状复叶,也是白天开展,晚上闭合

对于含羞草,我还有更多的话要说,我曾对其做过一些实验:我用剪刀在其复叶的顶端小叶上轻轻剪掉一小片,没有触动到整片叶子,整片复叶并没有闭合反应,因为它没有感知到足够其闭合叶片的信号刺激。接着神奇的一幕出现了,小叶片被剪开后显然是感知到了强烈的“疼痛”,疼痛感以电信号的方式向植物体中心方向传递,因此小叶片从复叶的顶端向叶基的方向次弟闭合,后来刺激传到羽片的基部向相邻的羽片扩散,再传到总叶柄的叶枕处,这时整片复叶来了个大幅度的动作——叶柄下拉。由于这个“流血”的刺激十分强大,疼痛感继续沿着茎枝向上和向下传递,引起同侧上下另两片叶柄产生动作。最后才是另侧的叶片发生动作,并导致小叶片闭合。以后含羞草似乎痛苦不堪,很长时间才让叶片慢慢恢复正常,远比触碰引起的闭合所恢复的时间要长些。

叶下珠的小叶片在白天展开,

晚上双双闭合

这个实验看上去有些残忍,但它却告诉我们,含羞草作为一种植物,它具有很敏感的感应性。简直与我们人类和动物无异。但植物传导信息的途径并不是与动物一样的通过神经系统,而是依靠一种植物细胞膜的电信号进行传导。原理与动物的神经细胞大抵相同。由于绝大多数植物的行为和语言不能被我们所理解,它们长期被我们误解也是件很正常的事情。

桔梗的花朵不具光线的感应性,

白天开放,晚上是不闭合的

依我看,植物都是有灵有肉的存在,它们赋有高度的智慧和丰富的情绪,才会让我们人类遇见美仑美奂的花朵和巧夺天工的各种造型。

夜开花则是见到光线变暗时就开花,

天亮则凋谢

植物的生存和进化无关自然选择,它们只是“八仙过海”式的各显神通。自然选择”说到底只是“适者生存”的结果而已,它不能作为原因来阐述生物进化的内在动力。

林海伦 2018年7月30日

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