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植物也會(huì)運(yùn)動(dòng)嗎?(把自然講給你聽)
捕蠅草合攏、含羞草閉合葉片……被稱作“植物睡眠運(yùn)動(dòng)”的感夜性運(yùn)動(dòng),是植物感性運(yùn)動(dòng)的一種
多年前,我們?cè)谠颇锨赴l(fā)現(xiàn)了一塊特別的大羽羊齒類植物葉片化石。化石上,葉片中脈兩側(cè)有對(duì)稱的昆蟲啃食痕跡。這樣的痕跡何以形成?是因?yàn)槔ハx啃食時(shí),葉片恰好閉合嗎?
一件標(biāo)本偶然性強(qiáng),科學(xué)研究需要更多證據(jù)。2020年11月,我們發(fā)現(xiàn)了第二件不同物種的大羽羊齒類植物標(biāo)本,也有對(duì)稱的昆蟲啃食痕跡。而在今天的植物界,感夜性植物葉片合攏時(shí)被昆蟲取食,也會(huì)留下相似的對(duì)稱結(jié)構(gòu)。因此,我們推測:數(shù)億年之前的大羽羊齒類植物存在感夜性。
感夜性運(yùn)動(dòng)是植物運(yùn)動(dòng)的一種,和活蹦亂跳的動(dòng)物相比,植物扎根某處不挪窩,似乎談不上運(yùn)動(dòng)。其實(shí),很多植物都有運(yùn)動(dòng)行為。向日葵花盤追逐太陽,含羞草一碰便閉合葉片,更不用說幾乎所有的植物根系都會(huì)向水肥充足的方向生長。科學(xué)家將多種多樣的植物運(yùn)動(dòng)分為兩大類:向性運(yùn)動(dòng)和感性運(yùn)動(dòng)。
向光性、向水性、向肥性……植物受單向外界因素刺激而引起的定向運(yùn)動(dòng)被稱為向性運(yùn)動(dòng),即哪一方向給予植物刺激,植物就會(huì)做出相應(yīng)變化。向日葵等植物跟隨太陽變化而轉(zhuǎn)動(dòng),就是典型的向性運(yùn)動(dòng)。
被稱作“植物睡眠運(yùn)動(dòng)”的感夜性運(yùn)動(dòng),是植物感性運(yùn)動(dòng)的一種。捕蠅草合攏、含羞草閉合葉片……震動(dòng)、觸碰、溫度或濕度變化等不定向的外界刺激,有可能引發(fā)植物的局部運(yùn)動(dòng)。比如隨著晝夜交替,感夜性植物的葉片就會(huì)發(fā)生規(guī)律的周期性合攏或下垂。達(dá)爾文發(fā)現(xiàn),有18個(gè)科的植物存在感夜性運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象,除了蕨類植物中存在一例可靠報(bào)道外,感夜性現(xiàn)象全部出現(xiàn)于被子植物中,尤以豆科和酢漿草科植物最為普遍。
由于缺乏化石證據(jù),長期以來,我們對(duì)植物感夜性運(yùn)動(dòng)的起源和演化歷程知之甚少。豆科和酢漿草科植物的感夜性是否起源于大羽羊齒類植物?雖然化石證明大羽羊齒類植物也具有感夜性,但前期研究表明,大羽羊齒類植物在2.5億年前就完全滅絕了。我們猜測:植物葉片的感夜性運(yùn)動(dòng)可能在不同植物支系中存在多次獨(dú)立起源:盡管植物支系不同,但由于生存環(huán)境相似等原因,最終出現(xiàn)了趨同演化。
(作者為云南大學(xué)古生物研究院研究員,本報(bào)記者楊文明采訪整理)
《 人民日?qǐng)?bào) 》( 2023年04月04日 第 14 版)
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