植物晚上會“睡覺”嗎?
夜晚,含羞草的葉片會自然下垂閉合,到白天再展開;合歡樹的羽狀葉入夜後會“摺疊”;一些睡蓮的花朵白天開放、晚上閉合……那麼,植物晚上也會“睡覺”嗎?
在植物界,無論是野生種羣還是人工栽培植物,這種節律性的“睡眠”行為相當普遍。植物的“睡眠”行為,實際上是由植物內部生物鐘調控的生理過程。這種“睡眠”行為的背後,隱藏着植物適應環境的獨特智慧。
首先,植物在白天展開葉片,可以更大限度吸收陽光,在夜晚閉合葉片則可以減弱蒸騰作用、減少水分損失,這種策略有利於植物提高生存能力。其次,葉片的夜間閉合,有助於減少温度降低對葉片組織的損害,還能降低被草食動物等取食的風險。此外,一些花朵的晝開夜合,是為了白天方便動物傳粉,夜晚減少低温和水分蒸發對雌蕊、雄蕊等的損害。
植物的生物鐘,是植物內在的一種時間調控系統,生物鐘的運行包括感知環境信號、生物鐘校準和做出相應生理反應三個基本步驟。
植物通過光敏色素等一系列“傳感器”感知光照、温度變化等信號,隨後進行細胞內生物鐘校準。植物細胞內有一個核心振盪器,是由一系列相互調控的基因和蛋白質共同構成的複雜網絡。核心振盪器能對植物的生理活動進行調節,例如,通過控制葉片氣孔開閉,優化光合作用和水分利用等。精細的調控機制不僅能幫助植物適應晝夜節律,還使其能靈活應對環境變化,增強生存競爭力。
植物的晝夜節律現象,揭示了生物鐘在植物生理活動中的重要作用,背後藴藏着的自然規律和生命智慧,令人驚歎。
(作者李青為為中國科學院植物研究所高級工程師,本報記者施芳採訪整理)