植物睡眠运动的好处

2013/7/26 8:53:29

许多植物都有睡眠现象。例如，合欢树的叶子是由许多羽片组合而成的，在白天舒展而又平坦，但一到夜幕降临，那无数小羽片就成双成对地折合关闭，好像被手碰过的含羞草一样。会睡觉的植物还有很多很多，如醉浆草、白屈菜、羊角豆等。
不仅植物的叶子会有睡眠，植物的花朵也会睡眠。例如，生长在水面的睡莲花，每当旭日东升之时，美丽的花瓣就慢慢地舒展开来，似乎刚从梦境中醒来，而当夕阳西下时，它又闭拢花瓣，重新进入睡眠状态。由于它这种“昼醒晚睡”的规律性特别明显，故而得“睡莲”芳名。
植物睡眠在植物生理学中被称为睡眠运动。它不仅是一种有趣的自然现象，而且是个科学之谜。
植物的睡眠运动会对它本身带来什么好处吗？最近几十年，科学家们围绕着这个问题，展开了广泛的研究。最早发现植物睡眠运动的人，是英国著名的生物学家达尔文。100多年前，他在研究植物生长行为的过程中，曾对69种植物的夜间活动进行了长期观察，发现一些积满露水的叶片，因为承受到水珠的重量而运动不便，往往比其他能自由运动的叶片容易受伤。后来他又用人为的方法把叶片固定住，也得到相类似的结果。达尔文虽然无法直接测量叶片的温度，但他断定，叶片的睡眠运动对植物生长极有好处，也许主要是为了保护叶片抵御夜晚的寒冷。
20世纪60年代，随着植物生理学的快速发展，对植物的睡眠运动，科学家们提出了不少解释理论。
最初，解释植物睡眠运动最广泛的理论是“月光理论”。提出这个论点的科学家认为，叶子的睡眠运动能使植物尽量少地遭受月光的侵害。因为过多的月光照射，可能干扰植物正常的光周期机制，损害植物对昼夜变化的适应。然而，使人们感到迷惑不解的是，为什么许多没有光周期现象的热带植物，同样也会出现睡眠运动，这一点用“月光理论”是无法解释的。
后来科学家又发现，有些植物的睡眠运动并不受温度和光强度的控制，而是由于叶柄基部中一些细胞的膨压变化引起的。如合欢树、酢浆草、红三叶草等，通过叶子在夜间的闭合，可以减少热量的散失和水分的蒸发，尤其是合欢树，叶子不仅仅在夜晚关闭睡眠，当遭遇大风大雨时，也会逐渐合拢，以防柔嫩的叶片受到暴风雨的摧残。这种保护性的反应是对环境的一种适应。
科学家们提出一个又一个观点，但都未能有一个圆满的解释。正当科学家们感到困惑之时，美国科学家恩瑞特在进行了一系列有趣的实验后提出了一个新的解释。他用一根灵敏的温度探测针在夜间测量多种植物叶片的温度，结果发现，呈水平方向（不进行睡眠运动）的叶子温度，总比垂直方向（进行睡眠运动）的叶子温度要低l℃左右。恩瑞特认为，正是这仅仅1℃的微小温度差异，已成为阻止或减缓叶子生长的重要因素。因此，在相同的环境中，能进行睡眠运动的植物生长速度较快，与其他不能进行睡眠运动的植物相比，它们具有更强的生存竞争能力。
随着研究的深入，科学家还发现了植物睡眠的有意思的事：植物竟与人一样也有午睡的习惯。原来，植物的午睡是指中午大约11时至下午14时，叶子的气孔关闭，光合作用明显降低这一现象。科学家认为，植物午睡主要是由于大气环境的干燥和火热引起的，午睡是植物在长期进化过程中形成的一种抗衡干旱的本能，为的是减少水分散失，以便在不良环境下生存。
综合起来，植物睡眠可能是由于以下几个原因造成的：一是夜晚比白天冷，夜晚闭合叶子和花朵，可以避免寒露和霜冻的侵袭；二是叶子闭合可以减少水分的蒸发（热带植物白天也闭合），有保持适当湿度的作用；三是夜晚开花的植物白天睡眠，有防止水分过多散发及防止昆虫捣乱的作用。总之，植物的睡眠运动是一种自我保护的功能。

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