揭开植物睡眠之谜

吴　凡

含羞草或合欢草等豆科植物白天打开叶子，傍晚它们又闭上叶子“睡觉”，这种由叶子的开闭引起的植物“睡眠运动”自古以来就受到人们关注。最早的记录可追溯到公元前4世纪留下的亚历山大大帝命令部下调查“植物何以睡眠”的记录。到了18世纪，法国的生物学家发现，即使将含羞草置于光射不进去的洞穴中，几天之中它仍持续以24小时为周期开闭叶片，也就是说它不受光等外部环境的影响，这说明在它体内存在周期性运动的“生物钟”。达尔文是最早对植物运动进行系统观察研究的科学家。他晚年被植物的多样性吸引，与儿子弗朗西斯一起仔细观察了300多种植物，在他去世前两年写了一本有关植物的睡眠运动、弯曲及旋转攀爬运动的巨著《植物的运动》，该书已成为经典名著。

叶片开闭机制

现在，科学家通过显微镜观察已经知道，植物的睡眠运动是由叶柄上一种叫做“运动细胞”的特殊细胞膨胀或收缩引起的。运动细胞吸水涨大后叶片就张开，运动细胞排出水缩小后叶子就会闭合。

调节这种运动细胞的体积变化是在细胞膜的“钾通道”——根据生物钟按一定的时间周期开闭钾离子通道，伴随着钾离子从通道的出入，水或是进入细胞内或是跑出细胞外。其实，从20世纪初，许多研究者就考虑到存在控制这种叶片运动的生物物质，并尝试进行分离，但最终没有取得成功。

20世纪80年代，德国一名科学家在报告中称发现一种名叫“太酷灵”的有机化合物，是控制叶片开闭运动的新的“植物激素”。……