每经编辑｜钱太贵    

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花园初遇：含羞(xiu)草的奇幻触碰

在都市的(de)喧(xuan)嚣之外，隐藏(cang)着一个充满绿意(yi)与(yu)生机的角落——含(han)羞草实验(yan)室(shi)。这(zhe)里并非(fei)冰(bing)冷的科研(yan)机构(gou)，而是(shi)一(yi)座(zuo)精心打理(li)的花园(yuan)，是(shi)无数(shu)奇妙(miao)生命孕(yun)育(yu)的摇(yao)篮(lan)，更(geng)是我(wo)们今天探秘的主角，那(na)充(chong)满神秘色(se)彩(cai)的含(han)羞草的家(jia)园(yuan)。提及(ji)含羞草，很多人(ren)脑海中浮现的画面，或许是(shi)那(na)羞涩地闭(bi)合的(de)花叶，以及指(zhi)尖(jian)轻触时那(na)一瞬(shun)间的“娇(jiao)羞”。

这份(fen)看(kan)似简单(dan)的“害(hai)羞(xiu)”，背后却(que)蕴(yun)含(han)着令(ling)人惊(jing)叹的(de)科学奥秘，而含羞草(cao)实验室，正(zheng)是解(jie)开(kai)这(zhe)些奥(ao)秘的钥匙。

初(chu)入含羞草实验室(shi)，仿佛(fu)走(zou)进(jin)了一(yi)个被(bei)时(shi)间遗忘(wang)的静谧之地。空(kong)气中(zhong)弥(mi)漫着(zhe)泥(ni)土的芬芳(fang)和植物特(te)有(you)的清香(xiang)，阳光(guang)透过(guo)层层叠叠(die)的绿(lv)叶(ye)，洒(sa)下斑驳(bo)的光(guang)影(ying)。在这里(li)，最引人(ren)注目(mu)的(de)，莫(mo)过(guo)于那一(yi)株株生机(ji)勃(bo)勃的(de)含(han)羞草。它们(men)的叶片如(ru)同精巧的(de)羽毛(mao)，在微(wei)风(feng)中轻轻(qing)摇曳，等待着下一次“触(chu)碰”。

实验(yan)室的工(gong)作人员(yuan)，或是怀揣着好奇(qi)的学者(zhe)，或是(shi)充满(man)热(re)情的(de)学(xue)生，他们(men)围绕着这些(xie)植物，目(mu)光(guang)中(zhong)闪烁着(zhe)探(tan)索(suo)的光(guang)芒(mang)。

含羞草究竟(jing)为(wei)何(he)会“害羞”？这背后并非(fei)仅仅(jin)是植(zhi)物(wu)的(de)情感(gan)表达，而是(shi)精妙的(de)物(wu)理和(he)化学(xue)机制在起(qi)作(zuo)用。含羞(xiu)草的(de)叶(ye)片是(shi)由许多(duo)小叶(ye)组(zu)成(cheng)，这些(xie)小叶的基部连(lian)接着一(yi)个叫做“叶枕(zhen)”的膨胀结(jie)构。当有外(wai)界(jie)刺(ci)激，比(bi)如触(chu)碰，或(huo)者光(guang)照、温度(du)等变化(hua)时，叶枕细(xi)胞(bao)内的(de)水(shui)分会(hui)发生快速转(zhuan)移。

具体(ti)来说(shuo)，叶枕内(nei)侧细胞(bao)的水(shui)分会向(xiang)外侧细(xi)胞移动，导致内(nei)侧细胞膨胀，外侧细(xi)胞(bao)收(shou)缩，进(jin)而引(yin)起叶(ye)片的闭合。这个(ge)过(guo)程(cheng)，堪比一场(chang)微观(guan)世界(jie)里(li)的(de)“水力(li)发电”，高效且迅(xun)速(su)。

更(geng)令(ling)人着迷(mi)的是(shi)，这(zhe)种(zhong)触碰(peng)反(fan)应并非(fei)单向(xiang)的。当(dang)刺激消(xiao)失后(hou)，水分(fen)会(hui)重新(xin)分布(bu)，叶(ye)片又会(hui)慢慢舒(shu)展开来(lai)，仿(fang)佛(fu)什么都没有发(fa)生过。这种(zhong)快速(su)的可(ke)逆性，是含羞(xiu)草最迷(mi)人的地(di)方(fang)之一(yi)。在含(han)羞(xiu)草实验(yan)室里，我们(men)能够(gou)亲眼(yan)见(jian)证这一(yi)过程，感受(shou)生命(ming)的神(shen)奇。工(gong)作人员会进行(xing)各种模拟实验(yan)，用(yong)不(bu)同的(de)力度(du)、不同(tong)的方式(shi)去触(chu)碰(peng)含羞草，观察叶片反应的细微(wei)差别(bie)，记录数据(ju)，试图更(geng)深入地(di)理解其(qi)内在的(de)规律(lv)。

这种“触碰(peng)反(fan)应”在植(zhi)物学(xue)中被称为“感(gan)性(xing)运动(dong)”或“刺激性(xing)运动”，而(er)含羞草(cao)是其(qi)中(zhong)最(zui)典型、最直观的(de)代表(biao)。这(zhe)种运动并非(fei)植(zhi)物的自(zi)主行(xing)为，而是(shi)对外界(jie)环境(jing)变(bian)化的应(ying)激反(fan)应。它(ta)的意义在于，可(ke)以帮助含(han)羞草(cao)在遭(zao)受动(dong)物啃(ken)食(shi)时(shi)，迅速(su)收拢叶片(pian)，减(jian)少(shao)受损面积(ji)，保护植物的生(sheng)长。

叶片的(de)闭合(he)还能减少水分(fen)的蒸发，在干(gan)旱(han)的环境下(xia)起到(dao)一定的保(bao)护作(zuo)用。

在含(han)羞草实验(yan)室(shi)，研究人员(yuan)不仅(jin)仅满(man)足于观察和记录，他(ta)们(men)更致力(li)于探(tan)究这种反(fan)应的(de)分子机制。通过基因(yin)测(ce)序、蛋白(bai)质(zhi)分(fen)析等高科(ke)技手(shou)段，他们试(shi)图找出控(kong)制水(shui)分转(zhuan)移(yi)的关(guan)键(jian)基(ji)因和蛋白质(zhi)，了(le)解信号传导(dao)的(de)路(lu)径，以(yi)及叶(ye)枕细(xi)胞是(shi)如何(he)响应(ying)外界(jie)刺激(ji)的。这是一个复(fu)杂而精密(mi)的系(xi)统(tong)，需(xu)要(yao)跨学(xue)科(ke)的合作，包括植(zhi)物生(sheng)理(li)学(xue)、生(sheng)物(wu)化学(xue)、分子(zi)生(sheng)物学，甚(shen)至(zhi)是物理(li)学。

想象(xiang)一下(xia)，在(zai)显(xian)微镜(jing)下(xia)观(guan)察(cha)叶枕细(xi)胞内水(shui)分的流动，观察离(li)子通道的开(kai)关，观(guan)察(cha)信(xin)号(hao)分(fen)子的传递，这(zhe)是(shi)一种怎样的震(zhen)撼？含(han)羞草实(shi)验(yan)室提(ti)供的(de)，正是(shi)这样一个“近(jin)距离接(jie)触”生(sheng)命(ming)奥(ao)秘的平(ping)台。它让(rang)我们(men)明白，即使(shi)是(shi)最不起(qi)眼的(de)植物，也隐藏(cang)着令人惊叹(tan)的(de)智慧和(he)复(fu)杂性。

除了对(dui)含羞(xiu)草“触碰反(fan)应(ying)”本(ben)身的(de)研究，实(shi)验室还关注含羞(xiu)草的生长环(huan)境和(he)繁(fan)殖方(fang)式(shi)。他们会(hui)模拟不同的土(tu)壤(rang)条(tiao)件、光照(zhao)强(qiang)度、水(shui)分(fen)含量，观(guan)察(cha)这些(xie)因素(su)对(dui)含羞(xiu)草生(sheng)长和反应(ying)能力的(de)影(ying)响。这不(bu)仅(jin)是为(wei)了更(geng)好(hao)地培育(yu)含羞草(cao)，更是为(wei)了(le)理(li)解植(zhi)物(wu)在(zai)不(bu)同生(sheng)态环境下(xia)的适应(ying)性(xing)。

当(dang)然，含羞草(cao)实(shi)验(yan)室不仅仅是(shi)一个纯粹的(de)研究(jiu)场所(suo)，它也承载(zai)着科普(pu)和教育(yu)的使命。这里常(chang)常会举(ju)办(ban)面(mian)向(xiang)公众(zhong)的开放日(ri)活动，让孩(hai)子们(men)和家(jia)长(zhang)们(men)亲身(shen)体验含(han)羞(xiu)草的奇妙(miao)，激(ji)发他们(men)对科学的兴趣(qu)。当孩(hai)子们小心(xin)翼翼(yi)地伸(shen)出手(shou)指，看(kan)到含(han)羞草(cao)的叶(ye)片缓缓(huan)闭合(he)，那(na)种惊(jing)喜和(he)好奇，便是(shi)对科(ke)学最好(hao)的回馈。

在含羞草实验(yan)室里(li)，每(mei)一(yi)株(zhu)含(han)羞草(cao)都是(shi)一(yi)个(ge)等待(dai)被解(jie)读的(de)生命(ming)故(gu)事(shi)。它(ta)们的(de)“害(hai)羞(xiu)”，是自然(ran)的馈赠(zeng)，是(shi)科学的(de)起(qi)点。我们在(zai)这里，不(bu)仅(jin)是观察者(zhe)，更是(shi)学习(xi)者，一(yi)同跟(gen)随含羞草(cao)的(de)“触(chu)碰(peng)”，深(shen)入探(tan)索植(zhi)物世(shi)界(jie)的无限可能(neng)。

科技赋能(neng)：含羞(xiu)草实验的未来(lai)图(tu)景(jing)

含羞(xiu)草(cao)实验室的(de)魅力，远(yuan)不止于(yu)观(guan)察和理解(jie)其(qi)“触碰反(fan)应”的生(sheng)物(wu)学(xue)原(yuan)理。随着科技的(de)飞速发展，含羞草(cao)的这些(xie)特性(xing)，正在被(bei)赋予(yu)更(geng)广泛(fan)的应用前(qian)景，并在实验室(shi)的研(yan)究中，勾勒(lei)出(chu)一(yi)幅(fu)幅令人(ren)振奋的未(wei)来(lai)图(tu)景(jing)。

含(han)羞草(cao)的触碰反(fan)应(ying)机制，为(wei)仿生学(xue)研究提(ti)供了绝佳的灵(ling)感(gan)。科学(xue)家们(men)正(zheng)试图(tu)模(mo)拟(ni)含羞(xiu)草叶(ye)片(pian)快(kuai)速响(xiang)应(ying)和闭合(he)的原(yuan)理(li)，将(jiang)其(qi)应用于(yu)智能(neng)材料(liao)的(de)设(she)计。例(li)如，开(kai)发(fa)能够根据(ju)外界环(huan)境变(bian)化而(er)改变形状或功能的(de)“智(zhi)能(neng)薄(bao)膜”，或者用(yong)于(yu)制造(zao)具有(you)自(zi)适(shi)应(ying)性(xing)的(de)机(ji)器人(ren)手臂，使(shi)其(qi)能(neng)够(gou)更(geng)精(jing)细、更(geng)安(an)全(quan)地抓(zhua)取物体。

想象(xiang)一(yi)下(xia)，一种材(cai)料，在(zai)受到(dao)外力时(shi)能够迅(xun)速收(shou)缩(suo)，在(zai)压力(li)解除后又恢复(fu)原状，这(zhe)在(zai)航空(kong)航天、精密(mi)制造(zao)等领(ling)域，都具有(you)巨大的(de)潜力。含(han)羞草实验室的(de)科(ke)研人员，正通(tong)过深入(ru)研(yan)究含(han)羞草叶枕(zhen)细胞的结构和(he)功能(neng)，以(yi)及水分转移的物理化学(xue)过(guo)程，为(wei)这(zhe)些仿生材(cai)料的设(she)计提(ti)供关(guan)键的(de)科学依据(ju)。

含(han)羞(xiu)草(cao)的(de)触(chu)碰(peng)反(fan)应(ying)，也与(yu)植物(wu)的(de)信(xin)号传导和信息(xi)传递(di)密切相关。在(zai)含(han)羞草实(shi)验室，研(yan)究人员会利(li)用(yong)现代分(fen)子(zi)生物学技术，例如基因编(bian)辑(ji)（CRISPR-Cas9）和高通量测序，来解析(xi)控(kong)制触碰(peng)反应(ying)的基(ji)因(yin)网络(luo)。他(ta)们会尝试敲除(chu)或过表达特定(ding)的基(ji)因(yin)，观(guan)察(cha)其(qi)对反(fan)应速度、反应强(qiang)度(du)以(yi)及反应持(chi)续时(shi)间(jian)的(de)影(ying)响。

这(zhe)项(xiang)研究(jiu)不仅(jin)有助于(yu)我(wo)们更深(shen)入(ru)地(di)理(li)解植物(wu)的生理(li)调控机制，还(hai)可(ke)能为(wei)培(pei)育(yu)具有(you)更强(qiang)抗逆(ni)性、更(geng)高产(chan)量(liang)的农作(zuo)物(wu)提(ti)供理(li)论指(zhi)导。如(ru)果能够将(jiang)含羞草这种快(kuai)速、高效的信号(hao)响应机制(zhi)，移植(zhi)到其他植(zhi)物上(shang)，或许就能(neng)创造出能够更早(zao)、更(geng)准确(que)地感(gan)知(zhi)病(bing)虫害侵袭(xi)，或者(zhe)更有效地应对(dui)干(gan)旱(han)、盐碱(jian)等(deng)逆(ni)境(jing)的“智能农作(zuo)物”。

再(zai)者，含羞(xiu)草(cao)本身(shen)也富含(han)多种(zhong)有(you)价值的化(hua)学成(cheng)分。在实验(yan)室中(zhong)，除了生物(wu)学研(yan)究(jiu)，还可(ke)能(neng)涉(she)及对其(qi)化学(xue)成(cheng)分的提(ti)取和(he)分析(xi)。例如，含(han)羞(xiu)草被认(ren)为(wei)具有(you)一定的药用(yong)价(jia)值(zhi)，其(qi)提取(qu)物可(ke)能用于治疗皮(pi)肤疾(ji)病(bing)，或(huo)者(zhe)具(ju)有抗炎(yan)、抗(kang)氧化(hua)等功效。实验室(shi)的科研(yan)人(ren)员(yuan)，可(ke)能会利用先进(jin)的色谱分(fen)析、质(zhi)谱分析等(deng)技术(shu)，对含羞草(cao)进行(xing)全面的(de)化学成(cheng)分鉴定，并评估(gu)其生物活性。

这(zhe)不仅是(shi)对传统(tong)医(yi)药(yao)知识的(de)科(ke)学验证，更是为(wei)开发新型(xing)天(tian)然(ran)药物(wu)和保(bao)健品(pin)提供了(le)宝(bao)贵的(de)资源。

含羞(xiu)草实(shi)验室在科普(pu)教(jiao)育方(fang)面扮演着(zhe)越来越(yue)重(zhong)要的(de)角色(se)。它不仅仅(jin)是一个研(yan)究机构，更是(shi)一个连(lian)接科学与大众(zhong)的桥(qiao)梁。通过组织参观、讲(jiang)座、工(gong)作(zuo)坊等(deng)活动，实(shi)验室将枯(ku)燥(zao)的(de)科学知(zhi)识，以生(sheng)动(dong)有趣的方式(shi)呈(cheng)现(xian)给公众，尤(you)其是青少年。让孩(hai)子(zi)们亲(qin)手(shou)触(chu)摸含羞草(cao)，观(guan)察(cha)它(ta)的(de)反(fan)应，并(bing)在(zai)专(zhuan)业人员的(de)引导(dao)下(xia)，了解背(bei)后(hou)的科学(xue)原理，这无疑(yi)会(hui)点燃他(ta)们心中对(dui)科学的火(huo)种。

这种(zhong)寓(yu)教于乐(le)的(de)方式(shi)，不仅(jin)能提升(sheng)公(gong)众(zhong)的科(ke)学素养，更能培(pei)养下一(yi)代科学(xue)家(jia)的潜(qian)力。

含羞(xiu)草实(shi)验(yan)室的(de)未来(lai)，也离不开(kai)与其他科(ke)研机构和产(chan)业界的(de)合(he)作。例如(ru)，与(yu)材料科学(xue)领(ling)域的专家(jia)合(he)作(zuo)，共同开(kai)发(fa)基于(yu)含羞(xiu)草(cao)原(yuan)理(li)的(de)新型智(zhi)能(neng)材料；与农业(ye)科技公司合作(zuo)，将(jiang)相(xiang)关(guan)研究成果应(ying)用(yong)于作(zuo)物(wu)改(gai)良；与(yu)医(yi)药(yao)企业合作(zuo)，开(kai)发基(ji)于(yu)含羞(xiu)草提(ti)取物(wu)的新(xin)型药物。这(zhe)种跨学科(ke)、跨领(ling)域的(de)合作，能够加速(su)研究(jiu)成果的转(zhuan)化(hua)，将实验(yan)室的(de)“奇思(si)妙(miao)想(xiang)”，变(bian)成(cheng)真正(zheng)服务(wu)于社(she)会(hui)的产(chan)品和技(ji)术。

当(dang)然，任何科(ke)学研(yan)究都伴随(sui)着挑(tiao)战(zhan)。含(han)羞草(cao)的触(chu)碰反应，虽然直(zhi)观，但(dan)其背(bei)后的(de)信号传导网络异常(chang)复杂，涉(she)及多种离子(zi)通(tong)道(dao)、钙(gai)信号(hao)、活(huo)性氧等。要(yao)完全(quan)解析这些(xie)机制(zhi)，还需要长(zhang)期(qi)的(de)、深入的研(yan)究。将(jiang)实验(yan)室的研究(jiu)成果，转化为具(ju)有实(shi)际(ji)应用(yong)价(jia)值的技术(shu)，也需(xu)要(yao)克服(fu)许多工程学(xue)和经(jing)济学(xue)上的(de)难(nan)题(ti)。

正是(shi)这些挑战，构成了科学探索的(de)魅力所在(zai)。含羞草实(shi)验(yan)室，以其(qi)独特的(de)“触碰(peng)”语(yu)言，向我们(men)展示(shi)了(le)植(zhi)物(wu)世(shi)界的无限(xian)可能。从最初的好奇心驱(qu)使(shi)，到如(ru)今的科(ke)技(ji)赋(fu)能，含羞(xiu)草实验(yan)的研(yan)究(jiu)，正逐步(bu)从一个简单的(de)生物学现(xian)象，拓展(zhan)到(dao)材料(liao)科学(xue)、生物技术、医药健康(kang)等(deng)多(duo)个前(qian)沿领(ling)域。

我们有理由(you)相信，在(zai)不久的将(jiang)来(lai)，含(han)羞草实(shi)验室(shi)的研(yan)究成(cheng)果，将(jiang)会在更多(duo)领(ling)域开(kai)花结果，为人类(lei)社(she)会的发展带来更多惊喜(xi)。下一次，当(dang)你看(kan)到含羞(xiu)草(cao)那“害羞”的(de)叶片(pian)时(shi)，或许你会想起，它(ta)不仅仅是花园(yuan)里的(de)一抹(mo)亮色(se)，更(geng)是(shi)连(lian)接着奇(qi)妙的(de)科(ke)学(xue)世界(jie)，以(yi)及无(wu)限可(ke)能(neng)的(de)未来(lai)。含羞(xiu)草实验室，正(zheng)用它(ta)的“触(chu)碰”，揭开一(yi)个又(you)一个(ge)科学的(de)“秘(mi)密花(hua)园”。

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图片来源：每经记者 陈泳均 摄

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