含羞草实验室隐藏路径2023最新发现,探索未知领域,揭秘植物感应秘密-英国威廉希尔公司

每经编辑｜陈立新    

当地时间2025-11-02,mjwysadhwejkrbdsfjhbsdvf,secazz合集

含(han)羞草的“羞涩”：一场(chang)跨(kua)越时空的触碰(peng)

你(ni)是否曾好奇(qi)，为什(shen)么(me)轻轻一碰，含(han)羞(xiu)草(cao)就会(hui)迅速(su)合(he)拢(long)叶(ye)片(pian)，仿(fang)佛(fu)一个(ge)初(chu)次(ci)见(jian)面的(de)人，带(dai)着几分不(bu)知所措的(de)“羞涩(se)”？这种(zhong)令人着迷(mi)的现(xian)象(xiang)，长(zhang)久以(yi)来都激发着无(wu)数科(ke)学(xue)家的探索欲。而2023年(nian)，含羞(xiu)草实验室（mimosoidlab）的科(ke)学家(jia)们(men)，在这一古老谜(mi)题的破(po)解(jie)之路上(shang)，迈出了坚(jian)实(shi)而(er)令人(ren)振奋的(de)一(yi)步。

他们不(bu)仅(jin)揭(jie)示(shi)了(le)含羞草(cao)叶(ye)片运动的(de)精(jing)妙机制(zhi)，更重(zhong)要(yao)的是，开(kai)辟了一条探(tan)索(suo)植(zhi)物(wu)感应(ying)未知(zhi)领域的(de)新路径(jing)，为我(wo)们(men)理(li)解植(zhi)物的(de)智慧(hui)打开(kai)了(le)全新(xin)的视角。

长久(jiu)以来(lai)，我们(men)对含羞草的认(ren)知，更(geng)多停留在(zai)其(qi)“触之即动”的(de)直观表现。这种(zhong)快速的运动，被认为(wei)是(shi)植(zhi)物防(fang)御(yu)机(ji)制的一(yi)部分，可以(yi)吓(xia)退小(xiao)型(xing)食(shi)草动(dong)物(wu)，或(huo)减少(shao)水分(fen)蒸发(fa)。究竟是(shi)什(shen)么在(zai)“指挥”这场(chang)迅(xun)速的收拢？含(han)羞草(cao)实验室的(de)研究(jiu)团队，凭借先进(jin)的生(sheng)物力(li)学分(fen)析技(ji)术和(he)分子(zi)生物学(xue)手段，将(jiang)目(mu)光(guang)聚焦(jiao)在了(le)叶(ye)片基部(bu)的“叶(ye)枕”（pulvinus）上(shang)。

这个(ge)看似(shi)不起(qi)眼的结构(gou)，实则是含(han)羞草(cao)实现快(kuai)速(su)运(yun)动(dong)的“发(fa)动机(ji)”。

叶枕由一种(zhong)特殊的薄壁(bi)细(xi)胞(bao)组成(cheng)，这些细胞的(de)细(xi)胞壁非常薄，但(dan)其细胞膜却能(neng)进行快速(su)的离(li)子通道(dao)开放(fang)和(he)关闭。当含(han)羞草(cao)受到外界刺(ci)激(ji)时，叶(ye)枕内的(de)细(xi)胞会发生(sheng)一种被称(cheng)为“膨压变化(hua)”（turgorpressurechange）的现(xian)象(xiang)。想象(xiang)一下，就像给(gei)一(yi)个(ge)充(chong)气的气球(qiu)突然(ran)扎(zha)个小孔，里面(mian)的气(qi)压会(hui)迅速下降。

在这(zhe)里，细(xi)胞(bao)内的水(shui)分也会因为离(li)子的(de)快(kuai)速转移而(er)迅速流出(chu)，导致细胞(bao)体(ti)积收(shou)缩，从(cong)而牵动(dong)叶(ye)片(pian)合(he)拢。而2023年(nian)的最新(xin)研(yan)究，则(ze)进(jin)一步(bu)深入(ru)到了(le)这一过(guo)程的微(wei)观层面。

科学家(jia)们利(li)用(yong)高(gao)分(fen)辨率的(de)成像技术(shu)，观察到了(le)在(zai)受(shou)到触(chu)碰的瞬间(jian)，叶枕(zhen)细胞内钾(jia)离子（k ）和氯离子(zi)（cl-）的快速(su)外流。更(geng)令人惊(jing)喜的是(shi)，他们(men)鉴(jian)定(ding)出了一系列在此过(guo)程中(zhong)起关(guan)键作用的离(li)子通道(dao)蛋白。这(zhe)些蛋白(bai)，就像是细胞膜(mo)上的(de)精密(mi)“开关(guan)”，在接收到(dao)神经信号(hao)（是(shi)的，植物也能(neng)产生类似神经信(xin)号的(de)电(dian)化学(xue)信号！）后，会(hui)瞬间(jian)打(da)开(kai)，允许(xu)离子快(kuai)速(su)通过(guo)。

而(er)这(zhe)一过程的触(chu)发(fa)机(ji)制，则与(yu)植物体内合成的(de)一(yi)类(lei)名(ming)为“质(zhi)体类黄酮”（phytoalexins）的(de)化合物(wu)有关。

“我们(men)发(fa)现，当含羞草(cao)受到机械刺(ci)激(ji)时，其细胞(bao)会释(shi)放出特定种类(lei)的质(zhi)体类(lei)黄酮。这些化(hua)合物能(neng)够(gou)与(yu)叶枕(zhen)细胞(bao)膜上(shang)的(de)特定受(shou)体结合，进而激活离子通道，引(yin)发(fa)快(kuai)速的(de)膨压(ya)变化(hua)。”含羞(xiu)草实(shi)验室的首(shou)席科(ke)学家李博(bo)士解(jie)释(shi)道(dao)，“这(zhe)就像是给(gei)了(le)离(li)子(zi)通道(dao)一个(ge)‘解锁’的密(mi)码。而(er)这个(ge)密码(ma)，正是(shi)植(zhi)物对外(wai)界环境做(zuo)出精(jing)确(que)响(xiang)应的生物(wu)化(hua)学基础。

”

这一(yi)发现(xian)的(de)意(yi)义非(fei)凡。它不仅精确地解(jie)释(shi)了(le)含(han)羞草为(wei)何会“害羞(xiu)”，更(geng)重要的是(shi)，它(ta)揭示(shi)了植(zhi)物感(gan)应世界(jie)的一种(zhong)全新模式(shi)。长期(qi)以(yi)来，我们(men)习(xi)惯(guan)于将(jiang)植(zhi)物(wu)的感(gan)应能力(li)与(yu)动物的神经(jing)系统(tong)进(jin)行对比，但(dan)含羞(xiu)草(cao)实(shi)验室的研(yan)究表明，植(zhi)物(wu)或许拥有一套独立于(yu)我(wo)们认知的、同样(yang)高效(xiao)且(qie)精(jing)密(mi)的(de)感应(ying)体(ti)系。

这种体系，并非(fei)依赖(lai)于(yu)发达(da)的神经(jing)元网络(luo)，而是(shi)通(tong)过(guo)细(xi)胞(bao)间的化学信(xin)号(hao)和离子通(tong)道的(de)协(xie)同作用(yong)，实现对环境(jing)变化的快速感(gan)知和(he)响(xiang)应(ying)。

更进一(yi)步，研(yan)究团队还将目(mu)光投向(xiang)了(le)更广泛的植(zhi)物界(jie)。如(ru)果含羞草能够(gou)通(tong)过这种方式(shi)感知触碰，那么(me)其他植(zhi)物(wu)是否(fou)也拥有(you)类(lei)似(shi)的(de)、但表(biao)现形式更为隐蔽(bi)的(de)感应能力(li)？他们推(tui)测(ce)，这种(zhong)基(ji)于(yu)离子通道和(he)化(hua)学信(xin)号的(de)感应(ying)机(ji)制(zhi)，可能(neng)普遍存在(zai)于植物(wu)界，只(zhi)是(shi)在不同的(de)物种(zhong)中(zhong)，其(qi)触(chu)发(fa)条(tiao)件(jian)、响应(ying)方(fang)式(shi)和感(gan)知对象(xiang)有(you)所差(cha)异。

“含羞草的‘害(hai)羞’，只是冰(bing)山(shan)一(yi)角。”李(li)博士眼中闪(shan)烁(shuo)着探(tan)索的(de)光(guang)芒(mang)，“我们(men)相信(xin)，植物能够(gou)感知(zhi)光线(xian)、温度、湿度(du)、土(tu)壤成分，甚至(zhi)可能(neng)感知(zhi)声音(yin)和(he)电磁场(chang)。而2023年(nian)的这(zhe)些发现(xian)，为(wei)我们提供了破(po)译这(zhe)些‘植物语(yu)言’的(de)钥(yao)匙。”

含羞草(cao)实验室的这(zhe)项研究(jiu)，无(wu)疑是(shi)2023年植(zhi)物科学(xue)领(ling)域(yu)最引(yin)人(ren)注目的进(jin)展(zhan)之(zhi)一。它(ta)不仅(jin)满足(zu)了我们对(dui)自然界(jie)奇(qi)妙现象的(de)好奇(qi)心，更重要的是(shi)，它打开了(le)通往植物(wu)未(wei)知(zhi)领域(yu)的大(da)门，预示着(zhe)一(yi)个更(geng)加广阔、更(geng)加令(ling)人(ren)惊叹(tan)的植物(wu)感(gan)知世(shi)界的探索(suo)新时(shi)代(dai)的(de)到(dao)来。我(wo)们仿(fang)佛站(zhan)在一个巨大的(de)宝藏面(mian)前，而含羞(xiu)草实(shi)验(yan)室(shi)，正是(shi)那(na)个(ge)手持地图的先(xian)行(xing)者，带领我们(men)一步步(bu)揭(jie)开植物(wu)隐(yin)藏(cang)的(de)秘密(mi)。

超越“触碰”：含羞草实验室引领(ling)植物感应(ying)新纪元

2023年(nian)，含羞草(cao)实(shi)验室(shi)在“揭(jie)秘植(zhi)物感应秘密”的(de)征程中(zhong)，并没有止步(bu)于(yu)对含羞(xiu)草“害羞(xiu)”机(ji)制的(de)深入剖析(xi)。他们(men)将研(yan)究(jiu)的(de)触角(jiao)延伸得更远(yuan)，积(ji)极探(tan)索(suo)植(zhi)物感(gan)应能力的未知(zhi)领域，并(bing)取得了(le)一系(xi)列具有划(hua)时代(dai)意义的发(fa)现。这些发现(xian)不(bu)仅重塑(su)了(le)我们对(dui)植(zhi)物(wu)智能的(de)认知，更预(yu)示着(zhe)一个全新(xin)的植物科(ke)学(xue)探(tan)索纪(ji)元的开启。

在含羞草(cao)的叶片运动背(bei)后，除(chu)了(le)触(chu)碰，还隐(yin)藏着更为(wei)复杂的(de)信号传递网(wang)络。实验室(shi)的研(yan)究人(ren)员们发现，含(han)羞草(cao)叶片(pian)的开(kai)合，并(bing)非仅仅(jin)由(you)单一(yi)的(de)机械刺(ci)激触(chu)发(fa)，而(er)是(shi)受(shou)到多种环境因素的(de)综(zong)合影响(xiang)。例如，光照强(qiang)度(du)的变(bian)化、温(wen)度(du)的(de)波动(dong)、甚至空(kong)气湿度(du)的(de)细(xi)微差(cha)异，都(dou)可(ke)能在(zai)不同程(cheng)度(du)上影响(xiang)叶片(pian)的(de)“警(jing)觉(jue)性”。

“我(wo)们(men)观察(cha)到，在(zai)夜间(jian)，含(han)羞(xiu)草的叶片(pian)对触(chu)碰(peng)的(de)反应(ying)会变(bian)得更(geng)加(jia)迟(chi)钝，这可(ke)能(neng)与植物的(de)昼(zhou)夜(ye)节律(lv)以及能量的分配有(you)关。”研究员(yuan)王女(nv)士分(fen)享道，“这意味着，植物(wu)的感应系(xi)统(tong)并(bing)非被(bei)动反应，而(er)是具有(you)一(yi)定的主动性和周期性。”

更令人(ren)着迷(mi)的是(shi)，含(han)羞草实(shi)验(yan)室(shi)的(de)研究团(tuan)队还利用(yong)先进(jin)的生物(wu)传(chuan)感器(qi)技术(shu)，监(jian)测(ce)了植(zhi)物体内(nei)的(de)电信(xin)号活动。他(ta)们发(fa)现，当植物(wu)受到(dao)外界刺激(ji)时，其(qi)细胞内会产生微弱(ruo)但可(ke)测(ce)量(liang)的(de)电(dian)信号，这些(xie)信号(hao)能(neng)够沿着(zhe)植物组(zu)织(zhi)传递(di)。虽然这(zhe)种信号传递的(de)速(su)度和方式与动物(wu)的(de)神(shen)经(jing)冲(chong)动截然不同，但(dan)它(ta)无疑(yi)表明，植物也存(cun)在着(zhe)一种(zhong)信息传(chuan)递的(de)“线(xian)路”。

“我(wo)们可以(yi)将(jiang)其(qi)想象成一(yi)种‘植物(wu)的(de)互(hu)联网’，”李(li)博(bo)士打趣道(dao)，“信息(xi)通(tong)过(guo)化(hua)学物质(zhi)和电(dian)信(xin)号在植(zhi)物(wu)体(ti)内(nei)流(liu)动，协(xie)调(diao)着不同(tong)部(bu)位的(de)活(huo)动。”

这些关(guan)于电信号和信(xin)息(xi)传(chuan)递的发(fa)现，极大(da)地拓(tuo)展了我们对植物感应的理(li)解(jie)。过(guo)去(qu)，我们更(geng)多(duo)地(di)将(jiang)植(zhi)物视为(wei)被(bei)动的生(sheng)命(ming)体(ti)，只能(neng)通过激(ji)素等缓(huan)慢的化(hua)学(xue)信号进(jin)行(xing)调节。而(er)如(ru)今(jin)，我们(men)看到了(le)植(zhi)物(wu)似乎(hu)拥有一种更为(wei)快速(su)、更为(wei)精密(mi)的(de)“沟通(tong)”方(fang)式，能(neng)够对(dui)环境变化做出(chu)迅速而协(xie)调的(de)反应(ying)。

这(zhe)不禁让(rang)人联想到，植物(wu)是否(fou)也能(neng)感知(zhi)我们(men)所无(wu)法(fa)触(chu)及的信(xin)号？

含(han)羞(xiu)草(cao)实验室的科(ke)学(xue)家们(men)，正在(zai)积(ji)极(ji)探(tan)索(suo)这一可(ke)能性。他们正(zheng)在设计一(yi)系(xi)列实(shi)验，试图验(yan)证植(zhi)物是否(fou)能够感(gan)知电磁场(chang)、低频(pin)声(sheng)波，甚至(zhi)是土(tu)壤(rang)中的特定化(hua)学信息。虽(sui)然这(zhe)些(xie)领域仍(reng)处于早期探索阶段(duan)，但已有初步的(de)迹象表(biao)明(ming)，植物的感应(ying)能力远(yuan)比我(wo)们想(xiang)象的(de)要(yao)丰(feng)富(fu)得(de)多(duo)。例(li)如，有研究(jiu)显(xian)示(shi)，某些植物(wu)能够(gou)感知到土壤中微生(sheng)物产生的信号，并据(ju)此调(diao)整自身的(de)生长策略；还(hai)有(you)一些研究正在(zai)探索(suo)植物(wu)对特(te)定频(pin)率声音(yin)的反(fan)应(ying)，这或(huo)许与(yu)植物的生长发育或防御(yu)机(ji)制(zhi)有关(guan)。

“我们正试图理解植物是如(ru)何(he)‘观察(cha)’这个世(shi)界(jie)的，”李博士说道(dao)，“它们(men)没有眼睛(jing)，没有耳(er)朵，但它(ta)们(men)似乎通过一(yi)套我(wo)们尚未完全(quan)理(li)解(jie)的感知(zhi)系统，构(gou)建(jian)着自(zi)己对(dui)周(zhou)围环境(jing)的(de)认(ren)知。2023年(nian)的研(yan)究，就像是在这(zhe)片未(wei)知(zhi)海域中(zhong)，点(dian)亮(liang)了几盏明(ming)灯，指(zhi)引着我(wo)们(men)前进的方(fang)向(xiang)。

”

这(zhe)些探(tan)索，不(bu)仅仅(jin)是对基(ji)础科学(xue)的好(hao)奇心(xin)驱(qu)动(dong)，更蕴(yun)含着(zhe)巨大(da)的(de)应用潜力。理(li)解植物(wu)的感应机制(zhi)，有(you)助(zhu)于我(wo)们更(geng)精(jing)准(zhun)地(di)调(diao)控农(nong)作物生长(zhang)，提高产量(liang)和品(pin)质。例(li)如(ru)，如(ru)果能够模(mo)拟(ni)植(zhi)物感知光照的机制(zhi)，或许(xu)可以开发(fa)出更高效的植(zhi)物生(sheng)长(zhang)灯(deng)；如果(guo)能够理解(jie)植物(wu)对病虫(chong)害(hai)信号(hao)的(de)感(gan)知(zhi)方(fang)式(shi)，或(huo)许可以开(kai)发出(chu)更(geng)环保的(de)病(bing)虫(chong)害防治技(ji)术。

对植物感应的深(shen)入研(yan)究(jiu)，也可能(neng)为我(wo)们理(li)解生(sheng)命本身(shen)提供(gong)全(quan)新(xin)的视角。植物(wu)作为(wei)地(di)球(qiu)上(shang)最古(gu)老(lao)的(de)生命形(xing)式之(zhi)一(yi)，其演化出的(de)独特感知(zhi)和适应方(fang)式(shi)，可(ke)能蕴(yun)含着(zhe)解决(jue)未来挑战(zhan)的智(zhi)慧(hui)。含羞草(cao)实(shi)验(yan)室的发(fa)现(xian)，正(zheng)是(shi)这样一种(zhong)探索(suo)，它鼓励我(wo)们放(fang)下人(ren)类(lei)中(zhong)心(xin)主义的视角，去倾(qing)听和理(li)解(jie)那些(xie)沉默而智慧的(de)生命。

2023年(nian)，含羞草(cao)实验(yan)室通过对含羞(xiu)草“羞涩(se)”秘(mi)密的层层(ceng)剥离，不仅刷新了我们对植(zhi)物感知(zhi)能力(li)的认知，更(geng)重要的是(shi)，它(ta)为(wei)我(wo)们打开(kai)了一(yi)扇(shan)探(tan)索植物(wu)未(wei)知领域的大门(men)。我们(men)有理(li)由相(xiang)信，随(sui)着(zhe)研究(jiu)的(de)深入，我们将陆(lu)续揭开更(geng)多(duo)关(guan)于植(zhi)物感应的(de)惊(jing)人(ren)秘密，而含(han)羞草实(shi)验(yan)室(shi)，将(jiang)继续(xu)在(zai)这场充(chong)满魅力的科学(xue)探索(suo)之旅中，扮(ban)演着至关重要的角(jiao)色(se)，带(dai)领我(wo)们一步步走向(xiang)一个更加(jia)奇妙(miao)、更加智(zhi)慧的植物世(shi)界。

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图片来源：每经记者 陈保明 摄

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