植物的“感官世界”

　　植物有感官吗？原来，植物也能“看到”、“嗅到”、“感受到”，知道“自己身在何处”呢。只不过，植物们没有神经系统和大脑，它们的感官和人类的感官差别很大。那就让我们一起来看一看，植物“感官世界”里，都有哪些奇葩的私生活吧！

　　植物君，要“吃饭”喽

　　我们日常生活的每一天，总是在鸟语晨光中开始的。大部分植物也一样，它们“起床”比我们早得多，随着第一道晨曦露出海平面，拉开笼罩大地的夜幕，植物的身体也从睡眠状态直接转入——“吃饭”状态！

　　植物在私生活中，做得最多的一件事就是“吃饭”，不同于我们人类一日三餐，定时定量填饱肚子，植物在合适的光强下，可以无时无刻地进食。相比于人类丰富多彩的食材，植物则显得特别“挑食”。

　　植物君喜欢吃的东西，只有四类：光、水、二氧化碳和矿物质。好在，食谱虽然十分窄，却随处可见，容易获得。也许你会惊讶：植物没有嘴巴，怎么吃饭呢？这是因为，你从人类身体结构的角度，去看待与我们截然不同的植物世界了。

　　哇，独特而隐秘的“嘴巴”

　　千奇百怪的植物们，有着自己独特而隐秘的嘴巴，那便是气孔和叶绿素。而且它们的“嘴巴”遍布于地上身体的表面。气孔主要负责“吸气”和“流汗”，叶绿素则负责接收和转化光能。

　　大部分植物，都在白天张开气孔，吃进二氧化碳，叶绿素通过电子传递链吸收光波，把光能转化为化学能，最后储存在构建机体的基础物质—碳水化合物中。这也是我们人类及所有异养生物赖以生存的物质基础。

　　同时，光照下，植物会进行蒸腾作用—从根部进入体内的大量水分，会从开放的气孔跑出去，从而带动植物体内水分和营养物质的循环流动。蒸腾太过旺盛，超过根系的吸水能力时，将对植物造成伤害。这时植物就会自主关闭气孔，以减少体内水分的流失。这种情况经常发生在烈日高照的中午，高温暴晒会使植物“流汗”过多，出现脱水的危险状况，所以植物会“闭上嘴巴”保护自己。

　　绿色斗士，晚上张“嘴巴”

　　在热带亚热带，尤其是高温干旱地区的植物，会发展出极端版本—白天关闭气孔，阻止水分散出，到了晚上才张开“嘴巴”，吸收二氧化碳。这类植物的最佳代言人有景天科、仙人掌科、大戟科、萝摩科等热带植物家族。

　　可是，这些植物白天关闭气孔，虽然减少水分散失，却也阻挡了二氧化碳进入，那它们还怎么在光下进行光合作用制造有机养分？

　　嘿嘿，让我们以仙人掌家族为例，探索这些绿色斗士与众不同的进食本领。仙人掌家族大多生长在高温干旱的沙漠地带，那里不仅缺水少肥，而且昼夜温差甚大。白天酷日当头，汗流浃背，夜晚就冻得瑟瑟发抖了。

　　这样剧烈的日夜温差变化，使得仙人掌们演化出一套独特巧妙的进食技能—白天它们把气孔闭上，晚上才张开气孔，吸收二氧化碳，并通过一系列羧化和脱羧反应，把二氧化碳固定在一种叫苹果酸的化合物中，并被运入液泡中暂存。

　　次日太阳出来，仙人掌们又逐渐关闭气孔，而暂存在细胞液泡中的苹果酸则随着浓度差逐渐回流出液泡外的细胞质中，并在酶的催化下发生脱氢反应，释放出二氧化碳。同时仙人掌们的叶绿素吸收光能，利用体内释放的二氧化碳制造出有机物质葡萄糖。

　　景天酸代谢

　　植物生理学家把这种夜晚吸收二氧化碳、白天制造有机物的“时间错位”的光合作用方式，特称为景天酸代谢途径。因为，这是在景天科植物中第一次被发现。

　　拥有这种精巧的同化方式的植物被称为CAM植物（具景天酸代谢途径的植物）。它们聪明地解决了一个关乎生死的问题：如何最大化地减少水分丧失和保持机体生长？此问题与其生长环境息息相关。高温干旱的环境，促使这些热带旱生植物进化出更加高明的光合途径。

　　睡没睡，要怎么来辨

　　随着夜幕再次降临，吃饱了饭的植物也开始调整机体，准备休息了。也许你会说，植物不吭声、不走动，看起来一直在睡觉呀？

　　的确，绝大部分绿色植物一直跟沉睡似的，没有任何动静。但有些开花植物，会用花朵的开合状态，来告诉我们它是否在“睡觉”。这其中，当属睡莲家族的睡莲们作息规律最为明显。

　　睡莲不是莲，它与我们常说的莲（即荷花），是两个风马牛不相及的物种。只不过同样生活在水中，演化出相似的适应水生环境的特征。睡莲与莲最大的区别在于，睡莲总是懒洋洋地躺在水面上，无论是叶还是花，都极少站立起来。而莲喜欢高举大叶片和大花朵，挺立于水中。

　　慵懒的睡莲很“嗜睡”，通常早晨开放，午后就开始收拢花瓣，最后沉入水中梦会周公，到次日朝阳露脸，又重新浮出水面绽放。真是名副其实的睡美人。

　　温柔的杀手，睡莲

　　正如人类睡觉是为了放松大脑、保健身体、养精蓄锐一样，睡莲睡觉也有它特殊的功能。原来，这与它传宗接代的使命有关。

　　白天，一只饥肠辘辘的小昆虫，飞到一朵刚刚盛开的睡莲附近时，闻到阵阵花香，便立马飞进碗状的花朵之中，贪婪地采食成熟的雄蕊释放的花粉。不久，睡莲悄无声息地慢慢合拢花冠，把忘我进食的昆虫囚禁于窄小的“花房”中，同时雄蕊释放更多花粉，使得慌乱挣扎的昆虫沾了一身花粉。

　　次日清晨，睡莲再次绽放，带着一身花粉的昆虫赶紧逃离“囚室”，又“好了伤疤忘了疼”地飞到另一朵盛放的睡莲之中。这一朵睡莲要比昆虫访问的上一朵更加成熟，因为它的雄蕊群完全开展，不再产生花粉，花的中央已变作“小型水池”，里面盛满甜美的蜜液。小昆虫又嘴馋了，赶紧不顾一切地飞到蜜池边上。

　　殊不知，这绚丽的花容与香甜的花蜜是睡莲设计的邪恶陷阱。小昆虫飞到池边落脚，弯身吸蜜时，才发现蜜池周边特别滑溜，根本无法立足。一不小心，昆虫便跌入池中，再也爬不上岸，最后竟活生生地淹死在睡莲的怀抱里，而昆虫身上沾染的花粉，便因此沉入池底，被雌蕊的柱头所接收，从而实现授粉的目的……

　　古人云：人不可貌相。没想到美丽恬静的睡莲，是用一种温柔又残忍的手段，来确保自己完成求偶交配的任务。

　　杨柳科谈恋爱，有钱任性

　　传宗接代可以说是植物奋斗终生的目标。为了达到此目标，杨柳科们可是不计成本的。春寒料峭之际，北国尚未开启姹紫嫣红的大局面，杨柳家族就已开始酝酿花朵了。咦，杨树、柳树会开花吗，怎么我从没见过？

　　嘻嘻，那是因为它们的花太过朴素了，稍不留心就会无视而过。如果你留心观察，就会发现其枝条上长着一只只或直立或下垂的“毛毛虫”。这便是杨柳们的花序，它们没有鲜艳的色彩和倾城的容貌，却具备花的所有功能—传粉、受精、育果。

　　春天，杨柳们成熟的雄花会积极借助春风，将大量花粉播撒开去，疯狂寻求同种的雌性。运气好的话，就有少数花粉能被送到周围的雌性树种的雌花之上。原来，杨柳科节省了制造华丽衣裳的成本，把更多营养用来培育大量花粉，然后借助风力随机求得配偶，与之发生受精作用，真是有钱任性啊。

　　无论我们是否看得见、听得到，植物的私生活都在通过各种感官默默地进行着。它们用一套特殊而神奇的器官系统，于神奇国度开展着自己丰富精彩的私生活！

　　撰文/陈莹婷（中国科学院植物研究所）

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