每经编辑｜陈建铭    

当地时间2025-11-01,gfyuweutrbhedguifhkstebtj,柚子猫白丝榨精

初识“害羞”的奇(qi)迹：含(han)羞(xiu)草叶草(cao)研(yan)究所的启程(cheng)

在繁(fan)花似(shi)锦的植(zhi)物王国里，有(you)一(yi)种(zhong)小生命(ming)以(yi)其独特的(de)“害羞(xiu)”特质，俘获了无(wu)数好奇(qi)的目光。它，就是那株风(feng)姿绰约(yue)的(de)含(han)羞(xiu)草。这(zhe)份(fen)看(kan)似简(jian)单(dan)的(de)“触碰即收(shou)”的本(ben)能，背(bei)后却(que)蕴藏着(zhe)令(ling)人惊(jing)叹的(de)生命智(zhi)慧(hui)与复杂的生(sheng)理(li)调控(kong)。正是(shi)这份(fen)对“害(hai)羞(xiu)”的深深(shen)着(zhe)迷(mi)，孕(yun)育了(le)“含(han)羞草(cao)叶草研究(jiu)所”的诞生。

在这(zhe)里(li)，我们(men)不(bu)只是(shi)观察(cha)者(zhe)，更是探(tan)索(suo)者，致(zhi)力于揭(jie)开(kai)含(han)羞草(cao)那神秘(mi)面纱(sha)下(xia)的科(ke)学真(zhen)相。

研究(jiu)所的建立，源(yuan)于一(yi)个(ge)简单却又宏(hong)大的(de)愿景：深入理解植物(wu)的感(gan)知与响(xiang)应机制(zhi)。含羞(xiu)草，以(yi)其显而(er)易(yi)见的(de)触碰(peng)敏感性，成为(wei)了我们研究的绝佳模(mo)型(xing)。当指尖(jian)轻轻触(chu)碰(peng)它的(de)叶片(pian)，那仿佛(fu)瞬(shun)间被惊(jing)扰(rao)的少女，叶柄(bing)会(hui)垂下(xia)，小叶片也(ye)会(hui)合拢，整(zheng)个(ge)姿态(tai)尽显(xian)“羞(xiu)涩”。这并不(bu)是(shi)简单的(de)机械(xie)动作，而是(shi)一个高(gao)度(du)协(xie)调的生(sheng)物化(hua)学过程。

在(zai)含羞草(cao)叶(ye)草研(yan)究所(suo)，我们试(shi)图(tu)解答的(de)第(di)一(yi)个(ge)核(he)心问(wen)题(ti)便是(shi)：是什么让(rang)含羞(xiu)草(cao)如此“害(hai)羞”？

我(wo)们的研(yan)究团(tuan)队(dui)汇聚(ju)了植物生(sheng)理学(xue)家(jia)、生物化(hua)学(xue)家(jia)、分子生物(wu)学家(jia)以及行(xing)为(wei)生态(tai)学家(jia)，他们(men)怀揣(chuai)着对(dui)植物(wu)生命(ming)的(de)好(hao)奇心(xin)，在(zai)这(zhe)里(li)展开(kai)了(le)跨学(xue)科的合作。研究所的(de)实验(yan)室配备了最先(xian)进的(de)仪器(qi)设备，包括(kuo)高分辨率显(xian)微镜、基因(yin)测(ce)序仪、力学测试仪以(yi)及环(huan)境(jing)模(mo)拟舱等(deng)，为我们(men)深入剖(pou)析含羞(xiu)草的(de)“害(hai)羞(xiu)”反应(ying)提供了强大(da)的(de)技术(shu)支撑(cheng)。

在研究所的初期阶(jie)段，我(wo)们首先聚(ju)焦(jiao)于含羞(xiu)草叶(ye)片运(yun)动的宏观现象(xiang)。通过高速(su)度(du)摄(she)像(xiang)机(ji)，我们(men)捕捉(zhuo)到叶片运(yun)动的每一(yi)个细微瞬间(jian)，分析其(qi)速度(du)、幅度以及恢复(fu)时(shi)间。我们(men)发现(xian)，含(han)羞(xiu)草的反应(ying)并非(fei)随机(ji)，而是(shi)受到(dao)多种(zhong)因素(su)的影(ying)响，如(ru)触碰的力(li)度、温(wen)度、湿(shi)度以及光(guang)照强(qiang)度等。这些(xie)外(wai)部环境的(de)变(bian)化，似(shi)乎都(dou)在悄(qiao)悄(qiao)地影响着含(han)羞草(cao)的“情(qing)绪”和(he)“反应”。

更(geng)进一步(bu)，我们(men)开(kai)始深(shen)入探(tan)究(jiu)其内部的(de)信号传(chuan)导机制(zhi)。当叶片受到(dao)外(wai)界刺(ci)激时，会引(yin)发一(yi)系(xi)列电化(hua)学信号(hao)的(de)传递(di)，类似(shi)于我(wo)们人体神(shen)经系(xi)统的信(xin)号传(chuan)导(dao)。我们(men)利用电生理(li)记录(lu)技术，成(cheng)功监(jian)测(ce)到了(le)这(zhe)些信号在(zai)植(zhi)物体内(nei)的(de)流动(dong)轨迹。研(yan)究发(fa)现(xian)，这些(xie)信(xin)号主要沿(yan)着叶(ye)柄内的(de)维管(guan)束(shu)传递，最(zui)终(zhong)作(zuo)用于(yu)叶片基部的(de)“叶枕”（pulvinus）结构(gou)。

叶枕(zhen)，堪(kan)称含羞草“害羞”反(fan)应的“指挥(hui)部”。这是一个(ge)高(gao)度特化的组织，由(you)膨压细胞组(zu)成(cheng)。当我们(men)观察(cha)叶枕的微观结(jie)构(gou)时(shi)，发现(xian)其中(zhong)存(cun)在着能够(gou)快(kuai)速调(diao)节细胞内(nei)离(li)子(zi)和水分平(ping)衡(heng)的机(ji)制。触碰刺激引发(fa)的(de)电(dian)信号，会(hui)激(ji)活叶(ye)枕细(xi)胞膜(mo)上的(de)离子通道，导致钾离子、氯(lv)离子(zi)等大(da)量外流。

这(zhe)种离子的(de)快速(su)迁移，进一(yi)步引(yin)发渗(shen)透压的改变，水分也随(sui)之(zhi)从细(xi)胞内(nei)流出(chu)，细胞体积迅速(su)缩小(xiao)，从而导致(zhi)叶柄(bing)的下(xia)垂和(he)小叶片(pian)的(de)闭合(he)。这是(shi)一个精妙(miao)绝伦的(de)“生物水(shui)泵”效(xiao)应，也是含羞(xiu)草“害羞(xiu)”的直(zhi)接物理(li)表现。

在(zai)分子(zi)层面(mian)，我们(men)通过基因(yin)表(biao)达(da)分析，识别(bie)出了(le)一系列(lie)在(zai)触碰反应过程中起(qi)关(guan)键作用(yong)的(de)基(ji)因(yin)。这(zhe)些(xie)基因(yin)编(bian)码的(de)蛋白质，包(bao)括离子(zi)通道(dao)蛋(dan)白(bai)、信号(hao)转(zhuan)导蛋白以(yi)及参与细(xi)胞壁重(zhong)塑(su)的酶类。我(wo)们利用CRISPR-Cas9等(deng)基因编(bian)辑(ji)技术，对这(zhe)些(xie)关(guan)键基因进(jin)行(xing)沉默或(huo)过表达，来验证(zheng)它(ta)们在含(han)羞(xiu)草(cao)“害羞”行(xing)为中的(de)具体功能。

例如(ru)，我们(men)发现(xian)某些编码膨压调节(jie)蛋白的基(ji)因(yin)，其(qi)表达水平(ping)的提(ti)高，会(hui)显著(zhu)增强含(han)羞草对(dui)触(chu)碰(peng)的敏感度；反之(zhi)，则会(hui)降(jiang)低其(qi)反应(ying)能(neng)力。

我们还(hai)关注到了植(zhi)物激素(su)在这(zhe)一过(guo)程中(zhong)的作用。生(sheng)长素（auxin）等植物激(ji)素，被(bei)认为(wei)在调节叶枕(zhen)细胞(bao)膨(peng)压变化(hua)中(zhong)扮(ban)演着(zhe)重(zhong)要(yao)角色。通(tong)过测定(ding)不同(tong)刺(ci)激下激素含量(liang)的变化(hua)，我(wo)们得以窥(kui)见激素(su)信(xin)号与(yu)电信(xin)号(hao)如(ru)何协(xie)同(tong)作(zuo)用，共同调控含(han)羞草(cao)的“害羞”之舞。

含羞(xiu)草(cao)叶草(cao)研究(jiu)所的(de)初步(bu)研究(jiu)，不(bu)仅揭示(shi)了含羞草(cao)“害羞(xiu)”现象背后精(jing)巧的生(sheng)物力学(xue)和电化(hua)学(xue)机制，更重要的是(shi)，它为(wei)我(wo)们(men)理解植物(wu)如(ru)何(he)感知(zhi)外界环(huan)境(jing)、如何进(jin)行(xing)信息(xi)传递(di)以及(ji)如何(he)做(zuo)出(chu)适(shi)应(ying)性反(fan)应，提供了宝(bao)贵(gui)的线索。这(zhe)份对“害羞”的探索，也(ye)让我(wo)们对(dui)植(zhi)物(wu)的生命力与智慧(hui)，有(you)了(le)全(quan)新(xin)的认(ren)识。

我(wo)们坚(jian)信(xin)，随着(zhe)研(yan)究的深(shen)入，含羞草的秘(mi)密还将一(yi)一(yi)展(zhan)现在世(shi)人(ren)面前(qian)，它将不再仅(jin)仅(jin)是一(yi)株(zhu)有趣的植(zhi)物，更(geng)是(shi)未来(lai)生物技术研(yan)究(jiu)的璀璨明(ming)星。

“害羞”的(de)智慧：含(han)羞(xiu)草叶(ye)草(cao)研(yan)究所(suo)的(de)深度(du)探索与(yu)未来展(zhan)望(wang)

继初(chu)步揭(jie)示含羞草(cao)“害羞”机(ji)制(zhi)的(de)宏(hong)观与(yu)微观(guan)图(tu)景(jing)后，含羞草叶草(cao)研究(jiu)所的(de)研究(jiu)团队并未(wei)止步(bu)。我们深知(zhi)，植物的(de)生(sheng)命(ming)活(huo)动(dong)远非孤(gu)立(li)的(de)反应(ying)，而是与周围环(huan)境、与其他生物之间(jian)复杂(za)互动的缩影。因此，研(yan)究(jiu)所将研究的(de)触角延伸至更(geng)广阔(kuo)的领域(yu)，试(shi)图理解(jie)含羞草(cao)这种“害(hai)羞(xiu)”特质的生(sheng)态学(xue)意义(yi)，并(bing)探(tan)索(suo)其在未来科技发展中的应用潜(qian)力。

我(wo)们首(shou)先开(kai)始关注含(han)羞(xiu)草“害羞(xiu)”反应(ying)的(de)进化起(qi)源和生(sheng)态学功能。为什(shen)么含羞(xiu)草(cao)会进化(hua)出如(ru)此(ci)显著的(de)触碰(peng)敏感性(xing)？它(ta)在(zai)自(zi)然界中又扮(ban)演(yan)着怎(zen)样(yang)的角色(se)？通过(guo)模(mo)拟野外(wai)环境，并在不同(tong)生态位(wei)下观(guan)察(cha)含羞草的(de)行为(wei)，我们提出(chu)了几(ji)种可(ke)能性(xing)。一种(zhong)观(guan)点认(ren)为，叶(ye)片(pian)的(de)快速闭(bi)合和(he)下垂(chui)，能够有效(xiao)降低叶(ye)片被(bei)植(zhi)食性昆虫啃食的(de)风(feng)险。

当(dang)昆虫爬上(shang)叶片(pian)时(shi)，叶(ye)片的突然运动(dong)可(ke)能(neng)会让昆虫(chong)措手不及(ji)，从而掉落，或者至少(shao)增(zeng)加了昆虫进(jin)食的(de)难度。

为了验证这(zhe)一(yi)假设(she)，研究(jiu)所进行了(le)多项生态(tai)学实(shi)验。我(wo)们在(zai)受控(kong)环境中(zhong)，引(yin)入了(le)不同种(zhong)类的植食性昆虫(chong)，观(guan)察(cha)它(ta)们(men)与含羞(xiu)草(cao)的互动。实验结果表明，含羞草(cao)的(de)触碰(peng)反应确(que)实在一定(ding)程度(du)上阻碍了昆虫(chong)的取(qu)食行为。例如，在触碰(peng)反应发生(sheng)后(hou)，一些小(xiao)型昆(kun)虫会(hui)从叶片上滑落，而另(ling)一(yi)些则(ze)会因为叶(ye)片(pian)的突(tu)然运(yun)动而停止(zhi)取食，转而寻找其他目标。

另一种观点则(ze)认为，叶片(pian)的闭合能(neng)够减(jian)少(shao)水分(fen)的散失(shi)，尤其(qi)是在白天(tian)强(qiang)光照或干燥(zao)的环境下。当叶(ye)片张(zhang)开(kai)时，其表(biao)面积暴露(lu)在外(wai)，水分(fen)蒸发量较(jiao)大。而(er)叶片闭(bi)合(he)，则能够有效(xiao)缩(suo)减(jian)蒸(zheng)腾面(mian)积，从(cong)而起到(dao)节水保(bao)墒的(de)作(zuo)用。我(wo)们(men)通过在不同湿(shi)度和(he)光(guang)照(zhao)强度条件(jian)下，比较含(han)羞草闭合(he)与展(zhan)开状(zhuang)态(tai)下的水分(fen)散失(shi)速率，发(fa)现闭合状态(tai)下(xia)的(de)确能显(xian)著降(jiang)低水分(fen)散(san)失。

这(zhe)表明(ming)，含羞草的“害羞(xiu)”反(fan)应，可能(neng)同时具有(you)防御(yu)和节水双重功(gong)能，是(shi)一种高(gao)效(xiao)的适(shi)应性策略。

除了对外在环(huan)境的响(xiang)应(ying)，我(wo)们(men)还开始探(tan)索含羞草内部的“社(she)交”信(xin)号。我(wo)们知道，植物之间可(ke)以通过化(hua)学物(wu)质、真(zhen)菌网络(luo)等方式进(jin)行交(jiao)流(liu)，含羞草的(de)“害羞(xiu)”反(fan)应是否(fou)也(ye)参与到(dao)这种(zhong)植物(wu)间的“对话(hua)”中呢(ne)？我们(men)设计实(shi)验(yan)，通过观(guan)察一株(zhu)含(han)羞(xiu)草的(de)触碰(peng)反应是否会影(ying)响周(zhou)围未(wei)受触(chu)碰的同(tong)类(lei)植株(zhu)。

虽(sui)然(ran)目前尚(shang)未发(fa)现(xian)直接的“连(lian)锁反应”，但我们(men)推测，当一(yi)株含(han)羞草受到强烈(lie)刺激而(er)发(fa)生(sheng)大范(fan)围运(yun)动时(shi)，其(qi)释放的挥发性(xing)有机(ji)化合(he)物（VOCs）可(ke)能(neng)会(hui)传(chuan)递某(mou)种信号，引(yin)起周围植(zhi)株的(de)注意，从(cong)而可能引发其(qi)防御机制的启(qi)动，或(huo)者调(diao)整(zheng)生(sheng)长状态。这方面的(de)研究，将(jiang)是未(wei)来研究(jiu)所(suo)的(de)一(yi)个重(zhong)要(yao)方向(xiang)。

更令(ling)人兴奋的是，含羞(xiu)草叶草研(yan)究(jiu)所正积极探(tan)索(suo)将(jiang)“害羞”机制(zhi)应用于生物技术领(ling)域(yu)。含(han)羞草叶片(pian)运动(dong)的快(kuai)速(su)响应性和可(ke)控性，为开(kai)发新(xin)型智(zhi)能材(cai)料和(he)仿(fang)生器件(jian)提供了灵(ling)感。例如，我(wo)们可(ke)以模仿含(han)羞草(cao)叶枕(zhen)的(de)结(jie)构和(he)功能(neng)，设(she)计(ji)出能(neng)够(gou)根据外(wai)界刺(ci)激（如(ru)光照(zhao)、温度、湿度甚至(zhi)电信号）而发生(sheng)形(xing)变或运(yun)动的“智能(neng)材料”。

这些(xie)材料(liao)可(ke)以(yi)应用(yong)于软(ruan)体机(ji)器(qi)人(ren)、可穿(chuan)戴设备(bei)、药(yao)物缓释系(xi)统等(deng)领域(yu)。

设(she)想一下(xia)，未(wei)来我们(men)能够(gou)开发(fa)出一种“含(han)羞草(cao)传(chuan)感器”，它(ta)能够对(dui)环境中(zhong)的(de)微小变(bian)化做(zuo)出灵(ling)敏的反应(ying)，并将其(qi)转化为(wei)可(ke)读(du)的信号。或(huo)者，我们(men)可以(yi)利用含(han)羞(xiu)草(cao)的“触碰即(ji)合”原(yuan)理(li)，设计出一种新型(xing)的开关(guan)装(zhuang)置(zhi)，它能够通(tong)过(guo)简单(dan)的物理(li)接触来控制电流(liu)或流(liu)体(ti)。

含(han)羞草(cao)叶片运动的高效性(xing)和低能(neng)耗(hao)性，也为我们开发节(jie)能(neng)型驱动(dong)系(xi)统(tong)提供了思路。与(yu)传统的(de)机(ji)械(xie)驱动相(xiang)比，含羞草(cao)的生物(wu)驱(qu)动方(fang)式更加环(huan)保和(he)可(ke)持续(xu)。我们(men)正(zheng)在研究(jiu)如何(he)模(mo)拟叶枕细(xi)胞的(de)充(chong)放(fang)水机制(zhi)，以开(kai)发出低(di)能耗(hao)、高(gao)效率的(de)仿生(sheng)驱动器。

当然，这一切的探索都离不(bu)开坚实(shi)的基础(chu)研究。含羞(xiu)草(cao)叶草研究(jiu)所(suo)的研究团(tuan)队正(zheng)致力(li)于构(gou)建更(geng)全面的含(han)羞草(cao)分子(zi)数据(ju)库(ku)，深入解析(xi)控(kong)制叶(ye)片运(yun)动的(de)信(xin)号(hao)通路，以(yi)及(ji)探索(suo)更多影响(xiang)其反应的遗(yi)传(chuan)和表(biao)观(guan)遗传因(yin)素。我(wo)们(men)相(xiang)信，通(tong)过不懈的努(nu)力(li)，我(wo)们(men)能够从(cong)这株小(xiao)小的“害羞”植物(wu)身上(shang)，挖掘出(chu)更(geng)多(duo)的科(ke)学(xue)宝藏(cang)，并(bing)将(jiang)其转(zhuan)化(hua)为(wei)造福(fu)人(ren)类(lei)的创新技术。

含(han)羞草(cao)叶(ye)草研究(jiu)所，不(bu)仅(jin)仅是一(yi)个研(yan)究机构，更(geng)是一个承载着对生(sheng)命好奇(qi)心、探索未知勇气(qi)以(yi)及(ji)创新应用梦想(xiang)的(de)平(ping)台(tai)。我们相(xiang)信，对(dui)含羞草“害(hai)羞(xiu)”秘密的(de)深入(ru)挖掘(jue)，将不仅仅(jin)是(shi)生(sheng)物学(xue)领(ling)域(yu)的一(yi)次(ci)突破，更(geng)将(jiang)开(kai)启一个全(quan)新的仿生(sheng)科技(ji)时代。期待(dai)在(zai)不(bu)久的将(jiang)来，含羞(xiu)草(cao)的“智慧”能以(yi)更多(duo)元(yuan)、更(geng)意想不到(dao)的(de)方式，融(rong)入我们的生活(huo)，带来惊喜与(yu)改(gai)变。

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图片来源：每经记者 陆展博 摄

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