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“没头脑”却“有脾气”的含羞草,怎样感受周围的世界?<含羞草的部分>

“没头脑”却“有脾气”的含羞草,怎样感受周围的世界?

原创 刘若淼 我是科学家iScientist

很多植物因为名字形象,让人记忆深刻,比如鸡冠花、狗尾巴草、一串红……也有一些,人们因为叫不上名字,所以印象逐渐模糊起来。还有的是名气很大,却因外表平凡,很多人却不知道它的庐山真面目。含羞草就属于这种,人们都知道它的叶子一碰即合的特性,却不一定认得它。含羞草不美也不丑,和多数草花长在一起,并不引人注意。它们默默地生,默默地长,默默地开放在繁花和野草间。

含羞草 | Pixabay

含羞草的叶子很敏感,受到外部触碰时,会迅速合拢收紧下垂,外力越大它的反应速度越快。人们根据这种遇上外物、娇羞不以面目示人的举动,拟人化地给它取名为含羞草。

含羞草很好玩。轻触它的叶片,它会缓缓关闭,叶柄弯曲,害羞地垂下头,好像断绝了与这世上的一切往来。如果大力触碰或者突然“袭击”它,面对这突如其来的“遭遇”,含羞草会以加速度重复刚刚的动作,保护自己的安全。闲来无事,不妨“逗弄”它一番,如果你反复尝试同样的动作,它就会放松警惕,逐渐减慢防守速度,最后当它“确认”你的这些举动对它来说是安全的,那些叶子就不再收紧闭合了。它是被你折腾累了,疲劳怠战吗?当然不是。这时候,换一种方法再“挑逗”它:在含羞草叶子上方缓慢滴水下来,这意外的挑衅又让它紧张起来,立刻收起展开的片片双翼,合拢了。过一会儿,它似乎感觉到了安全的气息,又悄悄张开绿色的翅膀悠哉悠哉了。我们在叶子上方再次滴水,这次水滴下来速度快了一点,含羞草倏地一下又合拢叶片,这一下比上次抱得更紧。同样,小实验重复多次后,含羞草似乎又适应了环境的变化,不再徒劳地关闭叶子。

含羞草对机械触碰反应灵敏,那么对声音有没有感应呢?尝试着突然对着它大喊一声“嗨”,小草没有反应。换个音调试试,给它唱一曲,它仍然没有反应,倒是唱歌时的几次爆破音引起了羽状复叶抖了抖。无独有偶,达尔文在晚年的时候对植物是否有听觉这个问题也很感兴趣,曾经对着含羞草连续吹奏100 多天巴松管,也是一无所获。

含羞草的这种防御外敌合拢叶子的机制是植物适应环境的结果。含羞草是草本植物,原产于南美洲,身材不高,茎干纤细,叶片细小。南美洲气候多变,时常突然狂风大作、暴雨倾盆,含羞草在这样的环境中生长,自然练就了一套兵来将挡的好功夫。当有风吹来或有雨点滴落的时候,含羞草就迅速闭合叶片,以躲避狂风暴雨对娇嫩叶片的摧残。同时,这样的“伎俩”也能使动物和低飞的昆虫有所顾忌,规避了它可能被草食动物吃掉的危险。含羞草这种特有的自我保护行为常常发生在动物身上,在植物界是极其罕见的。

我们知道,动物受到外界的刺激会通过神经系统产生条件反射。比如,小明考试不及格,拿到卷子那一刻,就像老爸的扫把已经悬在空中一样,立刻感觉屁股痛。原本成绩不好和屁股痛是两件不相干的事情,通过之前的经历,小明知道考试不及格与挨打绝对是连续发生的事情,于是产生了条件反射。动物发生条件反射的前提条件是有细胞和组织分化,具备反射弧,形成了神经系统,而植物并没有这种系统,那为什么含羞草受到外力也会产生动作呢?

含羞草闭合过程 | Wikimedia Commons, Hrushikesh / Public Domain

原来在含羞草枝干与叶柄连接处,有一显著膨大的关节,叫叶枕。叶枕里充满着具有许多细胞间隙的薄壁组织。植物细胞是高渗的,经常处于吸胀饱满的状态,使植物体直立挺拔。当叶片震动传到叶枕时,叶枕中薄壁细胞膜的透性和瞬间膜内外离子浓度发生变化,从而产生电位差,细胞液排到细胞间隙中,叶枕细胞的膨压降低,叶枕软下来,无法支撑叶片的重量,就会引起叶片闭合,甚至整片叶子下垂。含羞草的这种运动是植物应激性的表现,属于感性运动,与高等动物的条件反射相差甚远。此外,含羞草的感性运动还包括感温性、感湿性、感震性等。

一些报道称,在日本发生地震前,当地的含羞草叶片紧闭,直到地震结束才展开。所以有人推测,含羞草可以作为地震预报员,为人类带来福音。事实上,引起含羞草异常开闭的原因很多,不能以此单论。而如果地震可以如此简单被含羞草预测,那么人类早就依据仿生学原理研制响应仪器,监测突如其来的地震了。含羞草确实具备了感震的功能,但这里感受到的不是地震,而是外界对它机械的震动。感震性也并不是含羞草的专利,在植物界,捕蝇草受到震动后捕虫夹就会以其叶脉为轴而闭合。

含羞草的花 | Wikimedia Commons, Eric Hunt / CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

含羞草属于豆科含羞草亚科,花开得比较小,头状花序,毛茸茸的似绒球,很是可爱。盛夏时,草地旁、山坡上、池塘边常星星点点有很多这样粉红色的小花。含羞草的花可不像叶子那么害羞,无论你怎么逗弄,它都一动不动,不受外界干扰。小时候对我来说,含羞草的奇特不单单表现在它随意开闭的叶子,还有它“上天下地”的花:明明长在草丛边的小花,为什么常常长在一种高大乔木上呢?小时候,这个难题经常在脑子里出现,却百思不得其解。

直到很多年以后,我在大学校园散步,看到某条小路上散落着一些树上掉落的小花,形似含羞草。俯身拾起,玲珑剔透,压扁似羽毛扇,花丝细长似扇骨,花柄似扇柄。一时间,这些花又带我回到童年逗弄含羞草的日子,心想这羞涩的家伙又顽皮地上树了。抬头看,这棵树有三、四层楼那么高,整齐的绿叶中掩映着很多毛茸茸的粉红色花朵,铭牌上写着:合欢,落叶乔木,豆科,合欢属。夏日的清风吹来,叶间枝上,粉红色轻舞,曳曳因风动。奇怪的是,此时的粉红色并无妩媚之感,反而在风中英姿飒爽,别有一番风骨。合欢,这名字真好,圆圆满满,阖家欢乐,我一下子便记住了它。

合欢的叶子与含羞草叶子一样,都具有感性运动的能力,不同的是,合欢对外界震动的反应不那么明显。合欢日出而开,日落而闭,它们感知的是白天和黑夜的界限。

含羞草茎上伸出很长的总叶柄,也叫叶轴。总叶柄的尾端是叶枕,前端生出四枝羽毛状分枝,每个分枝两侧着生羽毛状排列的小叶。我自小就对这样“对称”生长的叶子情有独钟。小时候,自然课老师让我们收集树叶标本,同学们带来了风姿绰约的柳叶、钢筋傲骨的杨树叶、掌状的红枫、扇形的银杏、狭长的韭菜、硕大的芭蕉,形态各异,各有特色;而我选择的都是,小叶沿着小茎对称生长的“对称叶”,比如含羞草叶、合欢叶,把这些大同小异的叶子带到学校,这些“普通”样貌的叶子和我却被同学们笑话。我不以为然,对称的美你们不懂!我小心翼翼地将它们保存在书页中,视作珍宝。

一片叶子由叶片、叶柄和托叶三部分组成,称为完全叶;三者之中,如果任一部分退化未长出,则称不完全叶。叶片一定会存在,并且仰仗光合作用的神圣使命,理所当然在叶子中扮演了最重要的角色。绝大多数植物叶片为了与外界接触面积最大从而

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