「沒頭腦」卻「有脾氣」的含羞草,怎樣感受周圍的世界?

2021-01-08 科技與生活視野

很多植物因為名字形象,讓人記憶深刻,比如雞冠花、狗尾巴草、一串紅……也有一些,人們因為叫不上名字,所以印象逐漸模糊起來。還有的是名氣很大,卻因外表平凡,很多人卻不知道它的廬山真面目。含羞草就屬於這種,人們都知道它的葉子一碰即合的特性,卻不一定認得它。含羞草不美也不醜,和多數草花長在一起,並不引人注意。它們默默地生,默默地長,默默地開放在繁花和野草間。

含羞草 | Pixabay

含羞草的葉子很敏感,受到外部觸碰時,會迅速合攏收緊下垂,外力越大它的反應速度越快。人們根據這種遇上外物、嬌羞不以面目示人的舉動,擬人化地給它取名為含羞草。

含羞草很好玩。輕觸它的葉片,它會緩緩關閉,葉柄彎曲,害羞地垂下頭,好像斷絕了與這世上的一切往來。如果大力觸碰或者突然「襲擊」它,面對這突如其來的「遭遇」,含羞草會以加速度重複剛剛的動作,保護自己的安全。閒來無事,不妨「逗弄」它一番,如果你反覆嘗試同樣的動作,它就會放鬆警惕,逐漸減慢防守速度,最後當它「確認」你的這些舉動對它來說是安全的,那些葉子就不再收緊閉合了。它是被你折騰累了,疲勞怠戰嗎?當然不是。這時候,換一種方法再「挑逗」它:在含羞草葉子上方緩慢滴水下來,這意外的挑釁又讓它緊張起來,立刻收起展開的片片雙翼,合攏了。過一會兒,它似乎感覺到了安全的氣息,又悄悄張開綠色的翅膀悠哉悠哉了。我們在葉子上方再次滴水,這次水滴下來速度快了一點,含羞草倏地一下又合攏葉片,這一下比上次抱得更緊。同樣,小實驗重複多次後,含羞草似乎又適應了環境的變化,不再徒勞地關閉葉子。

含羞草對機械觸碰反應靈敏,那麼對聲音有沒有感應呢?嘗試著突然對著它大喊一聲「嗨」,小草沒有反應。換個音調試試,給它唱一曲,它仍然沒有反應,倒是唱歌時的幾次爆破音引起了羽狀複葉抖了抖。無獨有偶,達爾文在晚年的時候對植物是否有聽覺這個問題也很感興趣,曾經對著含羞草連續吹奏100 多天巴松管,也是一無所獲。

含羞草的這種防禦外敵合攏葉子的機制是植物適應環境的結果。含羞草是草本植物,原產於南美洲,身材不高,莖幹纖細,葉片細小。南美洲氣候多變,時常突然狂風大作、暴雨傾盆,含羞草在這樣的環境中生長,自然練就了一套兵來將擋的好功夫。當有風吹來或有雨點滴落的時候,含羞草就迅速閉合葉片,以躲避狂風暴雨對嬌嫩葉片的摧殘。同時,這樣的「伎倆」也能使動物和低飛的昆蟲有所顧忌,規避了它可能被草食動物吃掉的危險。含羞草這種特有的自我保護行為常常發生在動物身上,在植物界是極其罕見的。

我們知道,動物受到外界的刺激會通過神經系統產生條件反射。比如,小明考試不及格,拿到卷子那一刻,就像老爸的掃把已經懸在空中一樣,立刻感覺屁股痛。原本成績不好和屁股痛是兩件不相干的事情,通過之前的經歷,小明知道考試不及格與挨打絕對是連續發生的事情,於是產生了條件反射。動物發生條件反射的前提條件是有細胞和組織分化,具備反射弧,形成了神經系統,而植物並沒有這種系統,那為什麼含羞草受到外力也會產生動作呢?

含羞草閉合過程 | Wikimedia Commons, Hrushikesh / Public Domain

原來在含羞草枝幹與葉柄連接處,有一顯著膨大的關節,叫葉枕。葉枕裡充滿著具有許多細胞間隙的薄壁組織。植物細胞是高滲的,經常處於吸脹飽滿的狀態,使植物體直立挺拔。當葉片震動傳到葉枕時,葉枕中薄壁細胞膜的透性和瞬間膜內外離子濃度發生變化,從而產生電位差,細胞液排到細胞間隙中,葉枕細胞的膨壓降低,葉枕軟下來,無法支撐葉片的重量,就會引起葉片閉合,甚至整片葉子下垂。含羞草的這種運動是植物應激性的表現,屬於感性運動,與高等動物的條件反射相差甚遠。此外,含羞草的感性運動還包括感溫性、感溼性、感震性等。

一些報導稱,在日本發生地震前,當地的含羞草葉片緊閉,直到地震結束才展開。所以有人推測,含羞草可以作為地震預報員,為人類帶來福音。事實上,引起含羞草異常開閉的原因很多,不能以此單論。而如果地震可以如此簡單被含羞草預測,那麼人類早就依據仿生學原理研製響應儀器,監測突如其來的地震了。含羞草確實具備了感震的功能,但這裡感受到的不是地震,而是外界對它機械的震動。感震性也並不是含羞草的專利,在植物界,捕蠅草受到震動後捕蟲夾就會以其葉脈為軸而閉合。

含羞草的花 | Wikimedia Commons, Eric Hunt / CC BY-SA 4.0

含羞草屬於豆科含羞草亞科,花開得比較小,頭狀花序,毛茸茸的似絨球,很是可愛。盛夏時,草地旁、山坡上、池塘邊常星星點點有很多這樣粉紅色的小花。含羞草的花可不像葉子那麼害羞,無論你怎麼逗弄,它都一動不動,不受外界幹擾。小時候對我來說,含羞草的奇特不單單表現在它隨意開閉的葉子,還有它「上天下地」的花:明明長在草叢邊的小花,為什麼常常長在一種高大喬木上呢?小時候,這個難題經常在腦子裡出現,卻百思不得其解。

直到很多年以後,我在大學校園散步,看到某條小路上散落著一些樹上掉落的小花,形似含羞草。俯身拾起,玲瓏剔透,壓扁似羽毛扇,花絲細長似扇骨,花柄似扇柄。一時間,這些花又帶我回到童年逗弄含羞草的日子,心想這羞澀的傢伙又頑皮地上樹了。抬頭看,這棵樹有三、四層樓那麼高,整齊的綠葉中掩映著很多毛茸茸的粉紅色花朵,銘牌上寫著:合歡,落葉喬木,豆科,合歡屬。夏日的清風吹來,葉間枝上,粉紅色輕舞,曳曳因風動。奇怪的是,此時的粉紅色並無嫵媚之感,反而在風中英姿颯爽,別有一番風骨。合歡,這名字真好,圓圓滿滿,闔家歡樂,我一下子便記住了它。

合歡的葉子與含羞草葉子一樣,都具有感性運動的能力,不同的是,合歡對外界震動的反應不那麼明顯。合歡日出而開,日落而閉,它們感知的是白天和黑夜的界限。

含羞草莖上伸出很長的總葉柄,也叫葉軸。總葉柄的尾端是葉枕,前端生出四枝羽毛狀分枝,每個分枝兩側著生羽毛狀排列的小葉。我自小就對這樣「對稱」生長的葉子情有獨鍾。小時候,自然課老師讓我們收集樹葉標本,同學們帶來了風姿綽約的柳葉、鋼筋傲骨的楊樹葉、掌狀的紅楓、扇形的銀杏、狹長的韭菜、碩大的芭蕉,形態各異,各有特色;而我選擇的都是,小葉沿著小莖對稱生長的「對稱葉」,比如含羞草葉、合歡葉,把這些大同小異的葉子帶到學校,這些「普通」樣貌的葉子和我卻被同學們笑話。我不以為然,對稱的美你們不懂!我小心翼翼地將它們保存在書頁中,視作珍寶。

一片葉子由葉片、葉柄和託葉三部分組成,稱為完全葉;三者之中,如果任一部分退化未長出,則稱不完全葉。葉片一定會存在,並且仰仗光合作用的神聖使命,理所當然在葉子中扮演了最重要的角色。絕大多數植物葉片為了與外界接觸面積最大從而更多接收陽光進行光合作用,會把內部結構儘可能平鋪,讓葉子扁平化。這也是自然選擇的結果。

葉肉細胞、葉脈和表皮構成葉片結構。葉肉細胞含有大量葉綠素,讓細胞呈現綠色。葉綠體、線粒體等細胞器也存在於葉肉中,進行光合作用和呼吸作用。

葉脈在葉片上肉眼可見,每一條葉脈都是葉子獨特的「指紋」,正因為這樣,世上絕對找不到兩片完全相同的葉片。葉脈是分布在葉肉上細小的維管束,主脈在葉柄處延伸出來,從主脈上分支再分支的小維管束構成運輸營養物質、水分、無機鹽的雙向通道。這些四通八達的葉脈就像傘的骨架一樣支撐著葉子的形態,想像一下,如果沒有葉脈,很多葉片要變形,甚至坍塌,也許會壓垮葉肉細胞吧。

葉脈主要有兩種:平行脈和網狀脈。顧名思義,平行脈是指葉片具有平行的葉脈。禾本科植物主脈自基部伸出,主脈兩側有很多小脈,呈平行趨勢,徑直延伸向葉尖。葉脈在葉基出發,相交於葉尖,這種被叫做直出平行脈。芭蕉的小脈從主脈兩側橫向長出,直達葉緣,各小脈平行,稱為側出平行脈。蒲葵的葉脈從葉柄頂端輻射而出,稱為射出脈。這些平行脈雖然脈絡之間都有平行趨勢,但又各自不同。如果葉脈分出多數細脈,互相連接而成網狀,稱之為網狀脈。

一些葉脈很像羽毛,有一條顯著的主脈,由主脈兩側分出多數側脈,側脈再分出多數細脈,縱橫交錯,稱為羽狀脈,朱瑾就屬於這類。而木瓜葉片有多條主脈,均從葉柄生出,開展如掌狀,稱為掌狀脈。

各種類型的葉脈 | www.shutterstock.com

一些植物的葉子橫生於莖上,與地面形成一定的夾角。葉片兩面的受光程度有區別,引起葉片內部組織分化,呈現明顯異樣。我們把接受陽光較多的一面稱為向光面,把接受陽光較少的那面叫做背光面。向光面葉肉細胞排列緊密,葉綠素含量較多,顏色深綠,背光面葉肉細胞排列鬆散,葉綠素含量低,顏色較淺。向光面的蒸騰作用較強,為了防止水分散失,它們給自己穿上較厚的蠟質角質層;相對地,背光面上有很多進行氣體交換的氣孔,角質層也相對薄一些。當然也有一些葉子是近乎直立生長的,比如玉米葉子,兩面受光程度是一樣的,所以葉子兩面並無大的差異。

葉柄把葉片和莖連接在一起,細長圓柱體(有的有溝槽)支撐葉面挺立和疏導內部物質流動,也算一個「交通要塞」。一些植物的葉片退化,葉柄變得扁平,替代葉片進行光合作用。一段葉子的葉柄順著主脈的方向,與葉面沿同一平面生長。但也有特殊,比如蓮的葉柄長在葉片的中央,與葉片垂直生長。託葉著生於葉柄基部,保護幼葉和芽不受外界侵害。通常幼葉和芽逐漸成熟以後,託葉便完成使命,自行脫落,僅留下託葉痕作為它曾經來過的印跡。但是,茜草葉柄基部的一對葉片狀的託葉始終存在,並不脫落,見證它的一生,這種現象在植物學上叫做託葉宿存。也有些植物的託葉變得很細小,呈針刺狀,如槐樹。菝葜的託葉上端兩側演變為兩條細長的卷鬚,用以攀援它物。

含羞草的葉子好玩,花好看,果子也具有觀賞價值,如果能夠在家裡種上一棵該有多好。戶外很多含羞草,忍不住拿著小鏟去挖一棵回來,結果是移栽了幾次都枯萎了,可見含羞草移栽並不容易成活。然而,我養含羞草的熱情並未減退,正值春暖花開,決定買一些種子直接播種。

到花鳥魚蟲市場遛一圈,很容易買到含羞草的種子。種子比綠豆略小,用冷水浸泡兩三個小時待種殼軟化,直接將它們撒播到潤溼的花盆土中,在上面薄薄覆蓋一層土,等著它們發芽。北方的春天乍暖還寒,人還感覺微涼的時候,含羞草卻在種下去1周後,從棕色的營養土中破壁而出,白色的小芽從這一刻開始接受陽光的洗禮。過幾天,長出2片子葉,隨後會在上面長出那些整齊的小葉子,子葉隨之退化。長勢良好的話,再過一段時間,粉紫色的花也許會在一夜之間開放,讓你毫無準備地接受這份欣喜。這些看似一朵、實則是很多花朵長在一起的頭狀花序,就開始零星點綴在花盆裡了。

含羞草喜潮溼,這個特點與它的原產地有關,它在南美洲潮溼高熱的氣候條件裡形成了喜溼喜光的特點。我們投其所好,給與它陽光充裕、水分足備的環境,2個月左右就能長成一株可遠觀也可近玩的整株植物。

人工授粉示意圖 | 圖蟲創意

單株養殖的含羞草很難通過自然的方法傳粉,如果想讓它結籽,我們就得親自上陣,為它人工授粉,助它一臂之力。取一個小棉籤在花裡蹭一蹭,讓花粉和柱頭親密接觸,不能太用力,避免傷害到柱頭。如果授粉成功,過些天,小小的含羞草就可以像其他豆科植物一樣結出豆莢。等到豆莢長成熟,撥開它,我們就可以得到含羞草的種子。保存好種子,等待時機再次種下去,就又能見到害羞的含羞草了。

草本植物的標本一般取整株製作,根、莖、葉、花、果實俱全的含羞草並不難尋。但是,含羞草的葉子會動,人一觸碰,葉子就合攏,想把它做成展開的標本就要花點小心思。可以反覆觸摸它的葉子,直到它適應了這種震動的節奏,不再感到外界的危險,就會打開葉子任你「擺弄」。還可以看準角度用硬紙板小心快速夾緊它,讓它沒有反抗的機會,雙手按住硬紙板不鬆手,另一個人輕輕用掘根鏟挖出它的直根系,兩個人配合把根洗乾淨,用報紙或吸水紙把水吸乾,夾到新的吸水紙裡。怎麼做標本有點打仗的感覺呢?與含羞草作鬥爭,其樂無窮。為了把做好的標本放在本書標本頁中保存,要把植株折成M形或Z形,尺寸比標本頁略小,壓到標本夾中,捆緊,放置於避陰處,前3天每天更換吸水紙,換下來,吸水紙可以晾乾再利用。大概1周後,含羞草標本就製成了。完全失水的含羞草很脆,小心取出,不要損壞,用膠條粘貼在標本頁。

《童年的植物園》

《童年的植物園》是一本面向中小學生的家庭植物科普圖書,以讓青少年動手做、親子一起玩為目的,以植物為主線,把種植活動、做標本和植物學知識融為一體,強調實踐性、趣味性和知識性的結合。內容包括前篇「萌芽」、中篇「成長」和後篇「孕育」三部分,涉及的植物包括蓮、鳳仙、凌霄、竹、含羞草、蒲公英、楊、桃、蘆葦和向日葵。

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