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第一章(zhang)：初(chu)识(shi)“羞(xiu)答答”——含(han)羞(xiu)草的(de)优雅(ya)与疑(yi)惑

当(dang)微风(feng)轻拂，阳光(guang)洒(sa)落，一片(pian)片嫩(nen)绿的(de)叶片在指(zhi)尖(jian)的触(chu)碰(peng)下，如同(tong)受到(dao)惊吓(xia)的(de)孩子般(ban)，迅(xun)速(su)而(er)优雅(ya)地(di)合拢、下(xia)垂。这(zhe)就(jiu)是含(han)羞(xiu)草，一种以(yi)其独(du)特的(de)“害羞(xiu)”行为(wei)闻名(ming)于世的(de)植(zhi)物(wu)。它不(bu)仅是孩(hai)子们眼(yan)中充满魔力的玩具，更(geng)是科(ke)学(xue)家(jia)们心(xin)中(zhong)一个待解的(de)谜团(tuan)。为(wei)什(shen)么它(ta)会对(dui)外界的触(chu)碰如(ru)此敏感？这(zhe)种看似脆弱(ruo)的(de)反应，究竟蕴(yun)含(han)着怎(zen)样的(de)生命(ming)密码？“害(hai)羞(xiu)草研(yan)究所”便是应运而(er)生(sheng)，汇聚了一(yi)群(qun)对(dui)植物(wu)世界(jie)充满(man)好奇与热(re)情(qing)的探(tan)索(suo)者，他(ta)们致力于用科(ke)学的视角，层层(ceng)剥开含羞(xiu)草神(shen)秘的(de)面纱(sha)，理解(jie)其“羞涩(se)”背后的(de)逻辑。

想(xiang)象一下(xia)，你漫(man)步(bu)在(zai)“害(hai)羞(xiu)草研(yan)究(jiu)所”的(de)温室中，空气(qi)中弥(mi)漫着泥(ni)土(tu)的(de)芬芳和植物特有(you)的清香(xiang)。阳光透过玻(bo)璃(li)穹顶，洒(sa)下(xia)斑(ban)驳的(de)光影(ying)，照(zhao)亮了一株株(zhu)生机勃(bo)勃(bo)的含(han)羞(xiu)草(cao)。它们静静(jing)地伫立在那里(li)，叶(ye)片舒展，仿佛(fu)在诉(su)说着古(gu)老(lao)的故事。一旦有(you)研究(jiu)员(yuan)轻轻触(chu)碰，或(huo)者甚至只(zhi)是(shi)一个(ge)细(xi)微的气流(liu)变(bian)化，它(ta)们便立(li)刻(ke)展(zhan)现出(chu)令人(ren)惊(jing)叹(tan)的反(fan)应——叶片(pian)以(yi)肉眼(yan)可(ke)见(jian)的速度(du)合(he)拢，羽状复(fu)叶(ye)的(de)小叶也随(sui)之并(bing)拢，整(zheng)个植株瞬(shun)间“羞(xiu)”了起来。

这(zhe)种(zhong)协(xie)调而迅速(su)的动作(zuo)，不(bu)禁让人产生疑(yi)问：是(shi)什(shen)么(me)驱动着如(ru)此精(jing)准(zhun)的(de)“表演(yan)”？这背(bei)后(hou)是否存(cun)在着一套(tao)精(jing)密(mi)的(de)生(sheng)物(wu)化学(xue)与(yu)物(wu)理机制(zhi)？

“害羞(xiu)草研究(jiu)所”的研(yan)究(jiu)员们，如同(tong)显(xian)微镜(jing)下(xia)的侦(zhen)探(tan)，他们首先(xian)关注的是含羞(xiu)草的(de)形态学特(te)征(zheng)。含(han)羞草(cao)（Mimosapudica）属(shu)于豆科(ke)，其叶(ye)片并非(fei)简单的单叶，而是(shi)精巧(qiao)的(de)羽状复(fu)叶(ye)，由(you)许(xu)多小叶组(zu)成(cheng)。而正是这(zhe)些(xie)小(xiao)叶，以及它(ta)们(men)连接(jie)的(de)叶柄，是其“害(hai)羞”行为的关(guan)键(jian)执(zhi)行者。

研究(jiu)员们通过(guo)高倍显微(wei)镜观察，发(fa)现含羞草的叶片(pian)基(ji)部，也(ye)就是(shi)小叶柄与(yu)叶柄的(de)连接处(chu)，以及羽(yu)状(zhuang)复叶(ye)的总叶柄基部，都存在(zai)着一种(zhong)叫做(zuo)“叶枕(zhen)”的特(te)殊(shu)结构。这叶枕(zhen)，就(jiu)好比植(zhi)物(wu)的“关(guan)节”，里面(mian)充满了(le)薄壁(bi)细(xi)胞(bao)，这些细(xi)胞的细(xi)胞(bao)壁非(fei)常(chang)薄(bao)，并(bing)且(qie)充满(man)了液体。正(zheng)是这(zhe)些小(xiao)小(xiao)的(de)“关节”，成(cheng)为了(le)含(han)羞草(cao)“害(hai)羞(xiu)”表(biao)演(yan)的舞(wu)台(tai)。

“有趣的(de)是，这(zhe)种(zhong)叶枕(zhen)的结(jie)构(gou)，在(zai)其(qi)他(ta)植(zhi)物中并不(bu)常见(jian)，或(huo)者(zhe)说(shuo)，并(bing)不像(xiang)含羞(xiu)草(cao)这(zhe)样高(gao)度(du)特(te)化。”研究所(suo)的首席植(zhi)物学(xue)家李(li)博士，一位(wei)头发花白(bai)但眼(yan)中闪(shan)烁着(zhe)孩童(tong)般好奇光芒的(de)学者，常常(chang)这样解释。他带(dai)着我(wo)们来(lai)到一株(zhu)含(han)羞草的标(biao)本前(qian)，用镊子(zi)轻(qing)轻(qing)触(chu)碰(peng)它(ta)的叶片。瞬(shun)间(jian)，叶(ye)片合拢，他(ta)随即指着那细(xi)微(wei)的连接处，继(ji)续说道：“你看(kan)，这(zhe)里，就是叶(ye)枕。

当(dang)受到外界(jie)刺(ci)激(ji)时，叶(ye)枕中的细(xi)胞(bao)会(hui)发生一系(xi)列神(shen)奇的(de)变化(hua)，而这些变(bian)化，最(zui)终导(dao)致了叶片(pian)的闭(bi)合。”

这“神(shen)奇(qi)的(de)变(bian)化(hua)”究竟(jing)是(shi)什(shen)么(me)呢？“害(hai)羞草(cao)研究所(suo)”的生物(wu)化学(xue)团队(dui)，正夜(ye)以继(ji)日地在这(zhe)个问题(ti)上(shang)进行(xing)着深(shen)入的研究(jiu)。他(ta)们利用质谱(pu)仪(yi)、色谱(pu)仪(yi)等高(gao)科技设(she)备(bei)，分析叶枕(zhen)部位细胞(bao)在(zai)受(shou)到(dao)刺激前(qian)后(hou)的(de)物质成分(fen)变化。他们发现，当(dang)含(han)羞(xiu)草(cao)受到触(chu)碰时，叶枕细(xi)胞的(de)细胞(bao)膜会(hui)发生通(tong)透(tou)性的(de)改变，导致(zhi)细胞(bao)内的(de)离子（主要(yao)是钾离子K+）和水(shui)分快(kuai)速地从(cong)细(xi)胞内部流出(chu)，转(zhuan)移到(dao)叶枕(zhen)的另一侧。

这(zhe)种水分(fen)和离(li)子的快(kuai)速(su)迁移，就好(hao)比(bi)一(yi)个微(wei)型(xing)水(shui)泵(beng)在(zai)工作(zuo)，它(ta)迅(xun)速地(di)改变了(le)叶枕两(liang)侧细(xi)胞的膨压(ya)。

“你可(ke)以(yi)想(xiang)象，叶枕中(zhong)的(de)细胞就(jiu)像一(yi)个(ge)个装(zhuang)满水的(de)小气球。当(dang)水从(cong)一(yi)侧快速流失(shi)，另(ling)一侧的(de)水(shui)分又(you)相(xiang)对充(chong)盈时，就会(hui)产生(sheng)一个力学上的(de)不平(ping)衡。”一(yi)位年(nian)轻的研究(jiu)员(yuan)，张(zhang)静，兴(xing)奋地(di)打(da)比方(fang)，“这种压力差，就像(xiang)你捏住一(yi)个(ge)吹胀(zhang)的气(qi)球，一头(tou)水多(duo)，一(yi)头水(shui)少(shao)，自然(ran)就会发生弯曲和变(bian)形。

在含羞(xiu)草的(de)叶枕中(zhong)，两侧细(xi)胞的膨压发(fa)生(sheng)急剧变化，从而(er)导致叶柄或小叶柄发生弯(wan)曲，最(zui)终带动叶片(pian)合拢(long)。”

这种过程(cheng)，在科学上(shang)被称为“变(bian)质(zhi)运动”（Thigmotropism），是(shi)植物(wu)对(dui)机(ji)械刺(ci)激的(de)一种响应(ying)。含(han)羞草的(de)反(fan)应(ying)速度之(zhi)快，闭合的(de)幅(fu)度之大，以及其(qi)机制的(de)精(jing)巧，都让它(ta)在(zai)众(zhong)多植(zhi)物的变质(zhi)运动中脱(tuo)颖而出，成为(wei)了(le)研究(jiu)的焦(jiao)点(dian)。李(li)博士(shi)常(chang)常(chang)用他富(fu)有(you)哲理的(de)语(yu)言来(lai)概括：“含(han)羞草的(de)‘害羞’，并非(fei)真正的(de)情感(gan)表达，而(er)是一种生存策略，一种与环境(jing)互动的精(jing)妙设计。

它通(tong)过快速(su)的闭(bi)合，减(jian)少叶片暴露在可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)的危(wei)险(xian)中(zhong)，比如啃食(shi)的(de)昆(kun)虫，或者减少水(shui)分(fen)的蒸发(fa)，以适应(ying)其(qi)原生地(di)干燥、多(duo)变的环(huan)境(jing)。”

“初识含羞(xiu)草(cao)”，只是“害羞草研(yan)究所”探索之(zhi)旅的(de)起点。那些在显(xian)微镜下(xia)闪烁(shuo)的(de)细胞(bao)，那些(xie)在仪(yi)器上跳动(dong)的曲(qu)线，都(dou)在一(yi)点一(yi)滴地揭示(shi)着这(zhe)株植(zhi)物的“秘密(mi)”。我们开始(shi)明白，那看似(shi)简单的(de)“害羞(xiu)”背后，隐藏(cang)着一个复杂而(er)高(gao)效的生(sheng)物机械系统，以(yi)及一(yi)个经(jing)过亿(yi)万年(nian)演化(hua)而(er)来的生(sheng)存智(zhi)慧。

接下来(lai)的探(tan)索(suo)，将更加(jia)深(shen)入，我们(men)将继(ji)续跟(gen)随(sui)“害(hai)羞草(cao)研究(jiu)所”的(de)脚步(bu)，去揭(jie)秘其闭合(he)机制的(de)更(geng)多(duo)细(xi)节(jie)，去(qu)理(li)解这种“害羞(xiu)”是(shi)如何被(bei)精确(que)调(diao)控的，以(yi)及它在整个植物界中，又扮演(yan)着怎样(yang)的角色。

第二(er)章：机制深(shen)究——“害(hai)羞(xiu)”的精巧(qiao)调(diao)控(kong)与(yu)生(sheng)命密(mi)码

“害(hai)羞草研究(jiu)所”的探索，绝不(bu)仅仅停(ting)留(liu)在(zai)“为(wei)什么会动(dong)”的层(ceng)面(mian)，更(geng)在于(yu)“如何(he)动”以(yi)及(ji)“如何(he)精巧地(di)控制(zhi)”。对(dui)于含羞(xiu)草(cao)而言，它(ta)的“害羞”并(bing)非一(yi)次(ci)性(xing)的反应，而(er)是一种(zhong)可(ke)逆的(de)、有规(gui)律的运动(dong)。一旦(dan)刺(ci)激消失(shi)，或者(zhe)在(zai)一段(duan)时(shi)间(jian)后，叶片又会(hui)重新舒展(zhan)，仿佛什么(me)都没有发(fa)生过。

这(zhe)种(zhong)快速(su)的恢(hui)复能(neng)力(li)，正(zheng)是其(qi)生(sheng)命力(li)的(de)体现，也正(zheng)是“害(hai)羞草(cao)研(yan)究所”研(yan)究员(yuan)们(men)着迷的(de)地(di)方(fang)。

他们将研(yan)究的(de)重点(dian)，进一(yi)步聚焦(jiao)在(zai)“叶枕(zhen)”这一关键(jian)部位(wei)的信(xin)号(hao)传递机(ji)制上(shang)。当外界(jie)刺(ci)激（如(ru)触碰）作(zuo)用(yong)于(yu)叶(ye)片(pian)时(shi)，这种物理信号(hao)是如(ru)何被迅速转化(hua)为化(hua)学(xue)信号，并(bing)在细胞(bao)内传递，最终驱(qu)动(dong)水分(fen)和离子的流动(dong)呢？“研究所”的细(xi)胞生物学(xue)团队(dui)，在这(zhe)个环节投(tou)入了(le)大量(liang)的精力。

他(ta)们利(li)用荧(ying)光探针技术，在(zai)叶枕(zhen)细(xi)胞内标(biao)记各种关键的(de)离子(zi)和分(fen)子，然(ran)后在(zai)显微(wei)镜下(xia)观察(cha)它(ta)们的动态(tai)变(bian)化(hua)。

“我们发(fa)现，当(dang)受(shou)到(dao)触(chu)碰(peng)时，叶枕(zhen)细(xi)胞的(de)细(xi)胞(bao)膜上的一(yi)些离子(zi)通(tong)道会(hui)迅速打开。”张静(jing)解释道，“这就像(xiang)给细胞(bao)内(nei)的‘管(guan)道’打开(kai)了闸门(men)，使(shi)得(de)细(xi)胞外的(de)钙离(li)子（Ca2+）能(neng)够快速(su)涌入细胞内(nei)部。”钙离子(zi)，在植(zhi)物细胞信(xin)号转(zhuan)导中扮(ban)演(yan)着至(zhi)关重(zhong)要(yao)的角色(se)，它能够引发一(yi)系列下游(you)的(de)生(sheng)化反(fan)应。

研究员(yuan)们通过实验证(zheng)实，钙离(li)子的内流是触发含羞(xiu)草叶片(pian)运动的(de)关键(jian)第一(yi)步。

“钙(gai)离子的涌(yong)入，会激活(huo)一些酶，这(zhe)些(xie)酶又会进一(yi)步作(zuo)用于(yu)细胞(bao)膜上的钾(jia)离子(zi)通道，导致钾离(li)子快速外流。”李(li)博士(shi)补充道，“这(zhe)就形成了我们(men)之前(qian)提(ti)到的，细(xi)胞内电荷(he)和渗透压(ya)的急剧变(bian)化(hua)，从而驱(qu)动水(shui)分的(de)快速(su)转移(yi)。”整个过程，从接(jie)收到机械(xie)刺激(ji)，到钙(gai)离子(zi)的释(shi)放，再(zai)到(dao)钾离(li)子(zi)的外流，最终导(dao)致(zhi)叶(ye)片闭合，这(zhe)个时(shi)间差可以短(duan)至几毫(hao)秒到(dao)几十毫秒(miao)。

这种(zhong)高效的信号传(chuan)递速(su)度，令(ling)人叹(tan)为观止(zhi)。

当然，“害(hai)羞”也(ye)并(bing)非意味(wei)着“全天(tian)候(hou)待命(ming)”。研究员们还观(guan)察(cha)到(dao)，含羞草的“害(hai)羞(xiu)”行为(wei)，在一(yi)天中(zhong)的不(bu)同时(shi)间，以及在(zai)不同(tong)的生理(li)状态下(xia)，表现出(chu)不(bu)同的(de)敏感度(du)。例(li)如(ru)，在夜间(jian)，含(han)羞(xiu)草的(de)叶片(pian)会(hui)自然下(xia)垂，进入(ru)一种“睡眠”状(zhuang)态(tai)，此时它(ta)们的敏(min)感(gan)度会(hui)大(da)大降低。这又(you)是(shi)为什(shen)么(me)呢？“‘害(hai)羞草(cao)研(yan)究所’的(de)生理生态(tai)学(xue)团队，正(zheng)在研(yan)究这(zhe)其(qi)中的昼(zhou)夜节(jie)律和(he)光(guang)照等环(huan)境因素(su)的影响。

”李博(bo)士(shi)说道。

他(ta)们(men)发现(xian)，含(han)羞草(cao)的“害(hai)羞”行为，与(yu)植(zhi)物体内(nei)的植物激素，特别(bie)是(shi)生长素(su)（Auxin）和(he)细胞分裂(lie)素（Cytokinin）等(deng)，有着(zhe)密(mi)切的关系(xi)。在白(bai)天(tian)，生(sheng)长(zhang)素(su)的(de)浓度相(xiang)对(dui)较高(gao)，能够(gou)维(wei)持叶枕(zhen)细胞的(de)膨(peng)压，使(shi)得叶(ye)片(pian)处(chu)于(yu)舒(shu)展状态(tai)。而(er)当夜幕降临(lin)，光(guang)照(zhao)减(jian)弱，生(sheng)长(zhang)素的合(he)成和(he)运(yun)输会发(fa)生变化，导(dao)致叶(ye)枕细(xi)胞(bao)的膨压(ya)降(jiang)低(di)，叶(ye)片自然(ran)下垂。

这种昼夜(ye)变化(hua)，不仅(jin)影响(xiang)了(le)其(qi)“害羞”的程(cheng)度，也与(yu)其(qi)能量(liang)的储存和消(xiao)耗(hao)，以及夜间(jian)的修(xiu)复(fu)和(he)生长(zhang)等(deng)生(sheng)理活(huo)动(dong)息息相关(guan)。

“‘害羞草研究(jiu)所’的(de)发现(xian)，更(geng)进(jin)一步揭(jie)示了，含(han)羞草的‘害(hai)羞’，并(bing)非(fei)是被(bei)动(dong)地对(dui)外(wai)界刺激(ji)作出(chu)反应(ying)，而是一种主(zhu)动的、受(shou)控的(de)、与环境(jing)信息相(xiang)互作(zuo)用(yong)的(de)生命过程(cheng)。”张静总结(jie)道，“它(ta)能够根据环境(jing)的信号(hao)（如(ru)光照(zhao)、温度、甚(shen)至(zhi)土壤(rang)湿(shi)度），来(lai)调(diao)整自身的敏感(gan)度，以实现(xian)最优(you)的生存策(ce)略(lve)。

”

研(yan)究员们还利用基因(yin)测序技术(shu)，试图找(zhao)出(chu)控(kong)制(zhi)含(han)羞(xiu)草(cao)“害(hai)羞”行(xing)为的关(guan)键(jian)基因。他们(men)相信(xin)，通过(guo)对比(bi)含羞草与(yu)其他植物的基(ji)因组，能(neng)够找(zhao)到(dao)与(yu)叶(ye)枕发(fa)育、离(li)子通(tong)道(dao)开放(fang)、信(xin)号传(chuan)递等过程(cheng)相(xiang)关的(de)特异性(xing)基因，从而更深(shen)入地(di)理解(jie)其(qi)“害(hai)羞”机制的遗传(chuan)基础(chu)。这项工作(zuo)，虽然充(chong)满挑(tiao)战，但一(yi)旦(dan)取得突(tu)破，将为植物行(xing)为学、生物力学(xue)以及(ji)基因(yin)工程(cheng)等(deng)领(ling)域带来(lai)深(shen)远的(de)影响。

“‘害(hai)羞草研究所(suo)’的探(tan)索，如同(tong)打(da)开了(le)一扇(shan)通往植物(wu)内心世界(jie)的大(da)门。”李(li)博士感(gan)慨道，“我(wo)们看到的(de)，不(bu)仅(jin)仅(jin)是(shi)一(yi)株(zhu)会动的植物，而(er)是(shi)一(yi)个(ge)充满智(zhi)慧的生命(ming)体，它用独(du)特(te)的(de)语言(yan)与世(shi)界(jie)对(dui)话。含(han)羞草(cao)的‘害(hai)羞’，是(shi)一种防御，是一(yi)种(zhong)生(sheng)存的智(zhi)慧，更是一种(zhong)对生(sheng)命(ming)细(xi)微之(zhi)处的(de)深(shen)刻(ke)理(li)解。

”

每一(yi)次实验的成功(gong)，每(mei)一次(ci)新发(fa)现的诞生，都(dou)让“害(hai)羞草研(yan)究(jiu)所”的探索(suo)者(zhe)们更加(jia)坚定了(le)信(xin)念。他(ta)们相信，通(tong)过持(chi)续的努(nu)力(li)，我们终将(jiang)能(neng)够完全(quan)解读(du)含羞(xiu)草(cao)的(de)生命密(mi)码(ma)，理解(jie)它“害羞(xiu)”背后蕴(yun)含的科学(xue)逻辑(ji)，以及(ji)它为我们(men)揭示(shi)的，关(guan)于植(zhi)物(wu)如何感知世(shi)界、如何应(ying)对环(huan)境、如何以(yi)自身独特的(de)方(fang)式生(sheng)存下(xia)去(qu)的深刻(ke)奥秘。

这次(ci)“害羞(xiu)草研究所(suo)”的探索之旅，不(bu)仅是对植(zhi)物(wu)奥(ao)秘的追寻，更(geng)是对生(sheng)命本身(shen)奇妙与(yu)智慧(hui)的赞(zan)美。

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图片来源：每经记者 陈学军 摄

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