科學現場調查:生物鐘不只動物有, 植物也會用”生物鐘“調理本身的生命流動

  在大自然中,植物有着一定的生理節律。

  它受制於生物鐘,植物的生物鐘可能控制花的開放、香味和花蜜的產生、樹 根液汁的分泌、樹葉的休眠等生物化學活性。花序按序開放也許是為了吸引不同時間活動的傳粉者,如白天開花的植物吸 引蜜蜂、蝴蝶和小鳥,夜間開花的植物吸引飛蛾和蝙蝠。

  遠古時代,我們的祖先就發現植物能指示時間。同其他生物一樣,植物也會用“生物鐘”調節自身的生命活動。它們 具備獨特的時間判斷機制,這是一代又一代在特定環境中進化形成的。一天中不同時段花兒會有不同的反應。因此,假如 您身邊沒有鐘錶,花兒能告訴您幾點了。

  從前,學者們以為,一天中不同時段植物的莖和花發生變化只同外部因素有關,如日升日落、温度升降、空氣濕度變化 等等。但是,20世紀以來,這個觀點發生了變化。人們發現,植物藉助自身的週期系統,可以準確地測量時間。近幾十年的 研究表明,宇宙射線是影響生物的生命活動和內部機制的主要因素之一。為了證明這一假設,學者們在地下深處,能避開宇 宙射線和人類干擾的專門實驗室裏栽種植物。實驗結果表明,沒有太陽光線,植物的“生物鐘”失靈了,而且失去了辨別空 間方向的能力。

  植物體內早已形成的週期系統不斷穩固地代代遺傳,它們的一切生命活動都遵從生物鐘規律。這種時間規律在花朵鮮 豔的植物身上體現得尤為明顯:它們的花冠會像鐘錶一樣持續、準確地判斷晝夜時間變化。

  許多植物開花和閉合的時間很有規律,似乎在告訴人們一天的時間。

  早晨五六點鐘,第一縷陽光剛剛出現,野薔薇、蒲公英、野旋花和紅色野石竹就都“醒來了”。太陽剛剛跳出 地平線,照亮大地,睡蓮伸展開了自己雪白的花冠。正午過後,花朵們變得不再嬌豔,蒲公英、毛茛、野菊苣都合上了花瓣, 那些最早“起牀的”花也最早“入睡”。下午三四點大多數花都開始“睡覺”或準備進入夢鄉。到了黃昏時分,待宵草、 亞馬遜王蓮相繼開放。下午五點睡蓮慢慢合上了花瓣,野薔薇直到太陽落山才“閉上眼睛入睡”。就在太陽落下地平線, 天氣變得涼爽的同時,另外一些植物又活躍起來,紛紛綻開各自的花瓣(主要是白色的花),迎接夜晚的來臨。月亮花在晚 上10時悄悄展開花瓣,夜香仙人掌直到午夜才展露花的芳姿。

  植物的週期性是逐漸形成的,它不僅符合晝夜時間變化的節奏,還能適應前來採集花粉的昆蟲的生活規律。如果植物 上的昆蟲靜止不動,花兒就會合上;當昆蟲們活躍起來時,花兒隨之綻放。傍晚,為了不讓柔嫩的器官受涼,防止夜露的侵 襲,植物都會合上花朵。

  大多數植物是白天開花,然而也有一些花屬於“夜貓子”類型。二葉舌唇蘭只在日落之後才散發花香。合了一天的大 煙草花也綻放了,釋放出濃郁的香味。黑夜裏,昆蟲飛行需要有參照物,白色的花兒和香味正好充當定向物和信號燈。

  由於大多數植物都是在一天中某個特定的時間開花,瑞典著名植物學家卡爾•利涅利用這一規律發明了 “花鐘”。他 按照花兒開合的時間將植物分組。第一個花鐘設在位於北緯60度左右的瑞典城市威薩爾郊區。只有在陽光明媚的日子裏, 花鐘才能準確指示時間。如果遇到陰天、雨天和濃霧天,花兒或者根本不開花,或者改在別的時間開花。

  當然,植物花鐘是否“走”得準,還取決於生長地點、空氣温度和濕度等條件。但是,無論花鐘走快了或慢了,它們總 是按着自己的時間週期開花。

  時鐘花是生長在南美熱帶雨林的常綠藤蔓植物,它的形狀很像時鐘上的文字盤,所以被稱為“時鐘花”。

  自古道“花開花落自有時”,在西雙版納熱帶植物園裏,你隨處可見一種黃色小花,每到開花季節,每天早晨太陽昇起 時,大約九點鐘左右,花朵就綻放,下午太陽落山時,大約六點鐘左右,花朵就閉合,每朵小花每天都是這樣,大約要持續一星 期左右才凋謝。

  這種美麗的黃色小花,就是時鐘花科的草本植物時鐘花。它來自遙遠的南美洲。時鐘花有多個品種,常見的有黃色時 鍾花和白色時鐘花。時鐘花為什麼會按時開放?因為它具有生物鐘,生物鐘是長期進化過程中,為適應環境變化而形成的, 也是基因控制的遺傳性狀。其實,植物、動物和人都有生物鐘。

  時鐘花的花開花謝非常有規律。早上開晚上閉,更有意思的是,它的花幾乎同開同謝,奇特無比。有研究表明,時鐘花 的開花規律與日照、温度的變化密切相關,同時受內在體內一種物質——時鐘酶的控制。

  這種酶調節着時鐘花的生理機能並控制着開花時間。日出後,隨着氣温逐漸升高,酶活躍起來,促進了花朵的開放,當 氣温上升到一定程度,酶的活躍性又漸漸減弱,花朵也就自然凋謝了。經觀察,時鐘花開花所需的温度在18°C〜20°C,凋謝 時温度在28°C〜32°C。晴天常在上午9〜11時開放,下午3〜4時謝落;陰天午間12時左右開放,下午5~6時謝落;若氣温較低, 則花朵開放時間常要延遲到下午3時,且只是“迎風户半開”而已。若逢陰天,花朵會遲至夜間才凋,有時甚至第二天早晨方謝。

  我國青海湖畔和新疆瑪納斯草原有種會報時的花。

  春夏之際,淡黃色的花固定在清晨8時左右開放,橙紅色的花會在中 午開花,灰色的花則在下午6時開花。瑞典植物學家林奈曾把不同時間開放的花組成“花鐘”,欲知何時,花開便知。牽牛 花開在早4時左右,薔薇花開在早5時左右,龍葵花開在早6時左右,睡蓮花開在早7時左右,太陽花10時左右開花,萬壽菊下午 3時左右開花。從傍晚5時到晚上9時左右,每隔一小時便會有一種花開放,它們依次是:紫茉莉、煙草花、絲瓜花、夜來香 和曇花。

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