植物也需要「睡覺」嗎它們白天和晚上的「狀態」是否一樣?

2020-12-19 宇宙的狂想曲

從古人給合歡、睡蓮等植物起名時開始,人們就一直在傳說合歡的葉片到夜晚會合攏起來,睡蓮晚上要「睡覺」。然而遍查圖書並搜索網絡,卻不見任何令人信服的真憑實據。

這些植物晝夜的變化確實是真的嗎?你在夜晚觀察過合歡、睡蓮嗎?植物的睡眠現象是合歡、睡蓮這兩種植物獨有的嗎?還有哪些植物也在晚上睡眠?除了晚上,從清涼的早晨到烈日炎炎的中午,植物在白天又有哪些變化呢?我們人類通常中午還要午休一會兒,植物呢?

帶著這些問題,讓我們一起來一番植物的晝夜之旅,穿梭於白天與黑夜之間,觀察植物的姿態差異,感受靈性的植物之美吧!

晚上要睡覺的葉子

合歡是城市綠化的常見樹種之一

合歡,二回羽狀複葉,小葉白天張開,夜晚小葉成對合攏起來,而且整個複葉的大葉柄下垂。合歡也叫「馬纓花」、「絨花樹」、「合昏」、「夜合」等名稱,主要是因為它的小葉一到夜晚就閉合到一起。

花生葉片也與合歡一樣是羽狀複葉,雖然每個複葉上小葉的數目比合歡少多了,但是每對小葉一到晚上卻是確定無疑地向上合攏在一起。

此外,其他一些豆科植物,如白三葉草等植物也具有夜間睡眠的習性。白三葉草,也叫白車軸草,屬於豆科車軸草屬。據此可以推測的是,同屬的紅花車軸草,有人叫它紅花苜蓿,肯定也是夜晚要睡覺的。

說來也巧,另外一種三葉草也具有明顯的夜晚睡眠的習性。這種三葉草就是酢漿草,該植物具有三出掌狀複葉,小葉3片。每片小葉於晚間沿葉片中脈併攏並低垂。酢漿草科酢漿草屬植物在全世界約有800種,我國有8種,也都具有相同的特性。

另據資料,其他一些植物,如羊角豆的葉子等也具有夜晚睡眠的特性。但「羊角豆」究竟指的是錦葵科的秋葵(一種蔬菜),還是豆科的望江南(一種花和莢果有毒的中藥植物),沒有親自觀察,實在無法斷定。

至於哪些植物確實夜晚睡眠,有待於大家確認。假如你觀察了一種植物,如果還沒查出學名,至少也要拍下照片,不然僅憑一個中文俗名,誰都難以確定你說的到底是哪種植物。

而且你若想說明這種植物確確實實是夜晚睡眠的,最好有白天和晚間的照片對照。現在數位相機都有閃光燈以及夜拍功能,夜晚拍照不難做到。

研究表明,多種豆科植物與酢漿草葉片的晝夜運動,與它們共同的羽狀複葉,小葉葉柄的特殊結構(葉枕)有關。

花朵也知道睡覺

需要睡覺的不只植物的葉片,對於那些單朵花的花期超過幾晝夜的植物,它們的花朵也知道「睡眠」。

睡蓮的每朵花可連續開放4~7天,每日上午開放,下午閉合,故名子午蓮,謝後才逐漸捲縮沉入水中結果;而克魯茲王蓮的花正相反,它們的花朵夜晚來臨時開放,白天到來後反而合上。

睡蓮的花朵之所以閉合再開放,與它們囚禁、再釋放傳粉昆蟲有關。因為大部分睡蓮開花時都是雌蕊先成熟,雄蕊後成熟。閉合花瓣,囚禁昆蟲一夜是為了等到雄蕊成熟再放昆蟲出去以把花粉帶走,傳給睡蓮的其他花朵,最終實現異花授粉。可是,南非睡蓮卻恰恰相反,不是雌蕊先熟,而是雌蕊後熟。到了南非睡蓮的雌性階段,雄蕊沒了花粉,圍繞著花中心的是一池汁液,池底隱藏著扁而圓的柱頭。

當昆蟲照常來雄蕊頂端採集花粉時,雄蕊蠟質光滑的表面取代原先黏質的花粉團。沒有了花粉作為「抓手」,訪花者一不小心就滑下了池子,沉入液體中淹死,身上從別的花朵帶來的花粉脫落,沉積在南非睡蓮的柱頭上,幫助南非睡蓮完成傳粉。

克魯茲王蓮是一種熱帶的睡蓮科植物,它的特性與我們北方常見的溫帶睡蓮正好相反。因為熱帶白天太熱,它為避免花朵受到灼傷而改在晚上開花。中國科學院植物研究所的周慶源等幾位研究人員曾專門觀察研究了克魯茲王蓮的開花過程。 另外,據說鬱金香、秋牡丹的花瓣是白天開放,晚上合攏;而月見草、晚香玉、紫茉莉等則在晚上開放。

鬱金香單朵花觀賞期約5~6天,花朵在陽光充足時開放,陰天及傍晚時閉合。據向北京植物園科普館館長王康先生了解,鬱金香花朵的夜晚睡眠現象屬實,但並不明顯。

毛莨科的銀蓮花屬植物有春天開花的,也有秋天開花的,據說中國的秋牡丹、歐美的木質銀蓮花等秋天開花的種類具有夜晚睡眠的特點。

至於月見草、晚香玉確是夜晚開花不假,但是否到了白天就關閉?或者即使白天關閉了到第二天晚上同一朵花是否還開放,就不知真假與否了。在網上搜索月見草與晚香玉的花朵圖片,有純黑背景的,說明可能是在夜晚時分利用閃光燈拍攝的照片;但也有許多背景景物很清楚的照片,這就很難斷定是什麼時刻拍攝的了。

紫茉莉的花朵是合瓣花冠,我們觀察得比較多,它確實是傍晚時分開放,第二天早晨閉合,也就是凋謝,因為紫茉莉單朵花開放的時間只有一個夜晚。

有關植物花朵夜晚如何開放的問題,疑問還很多。單朵花的花期到底有幾天?到底有哪些植物的花朵真正是夜晚閉合?花朵夜晚閉合的原因僅僅是為了保持花內的溫度,還是有囚禁傳粉昆蟲等其他目的?如果囚禁昆蟲,囚禁的又是哪一種昆蟲?

隨著人們生活水平的提高,家庭養花越來越多。如果有條件的話,我們不妨在陽臺、庭院養上一盆你想觀察的花卉,這樣就能仔細觀察植物在夜間的情況了。

當然,觀察植物的花朵與昆蟲的關係,在庭院也還不夠,最好能到野外去。

檀物需要「午休」

有的植物不僅夜晚「睡覺」,中午還要「午休」呢!

每當夏日中午陽光過於強烈時,許多植物為了減少蒸騰作用,不得不犧牲光合作用效率,它們垂下葉片,關閉氣孔,開始午休。植物的午休在宏觀形態上表現為葉片的低垂,在微觀形態上則是氣孔的關閉。

與葉片的夜晚睡眠一樣,植物在午休時能表現出葉片明顯低垂的類群還是主要集中在豆科和酢漿草科植物中。含羞草是人們比較熟知的植物,它不僅受到碰觸會低垂葉片,更會夜晚睡眠,午間休息。對於酢漿草科的感應草,我們觀察後也發現它午間低垂葉片休息的情景。

研究發現,正午氣溫高,導致植物蒸騰作用加劇,植物失水,控制氣孔開閉的保衛細胞失水收縮,使氣孔關閉。一般說來,植物進行蒸騰作用時需要開放氣孔,因為蒸騰掉的水分要帶走熱量。植物的「午休」並不與蒸騰作用避免灼燒相矛盾。

蒸騰作用把水分都要蒸乾了,植物可不敢繼續依靠蒸騰作用降低體溫,只得關閉氣孔,耷拉下葉片。因為保持體內水分也很要緊啊!當然,在植物出現不可逆的萎蔫時,那就不是植物午休了。

中午光照最強,植物光合作用的效率本來應該最高的,但由於光合作用的兩種原料——水和C02通常會供應不足,所以植物還會出現較強的光呼吸和明顯的光合「午休」現象。晴天,茶樹葉片的淨光合速率日進程曲線呈「雙峰」型,波谷出現在12:00~13:00,即在中午明顯降低。

可以說,不只夜晚和中午,葉片趨日避日特性植物全天都在運動。

據研究,水分脅迫具有誘導並加劇避日性、向日性葉取向的作用。與植物的「光合午休」相似,有些植物的葉片會隨著光照強度的變化主動調節自身葉片與光線入射的角度,以更大限度,地利用光能,同時避免葉片被強光灼傷。

大家都在說,向日葵初開的花盤能追隨太陽運動。然而,如果仔細觀察,你會發現許多植物的葉片也有類似的特性。據資料,亞利桑那羽扇豆的幼苗,葉片一天到晚都在朝著向太陽轉動。

如果使用DV、定時拍照設備全天拍攝植物,你會有更多新奇的發現。

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