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植物有生物钟吗?

科普中国网 2018-05-17

      

作者:卞咏梅

  1997年5月17日,美国西北大学的研究人员找到了控制实验鼠生物钟的一种基因,首次揭示了哺乳动物生物钟的作用机制之谜。不过,你可知道植物也有生物钟?

  你可曾注意花生、菜豆、番木瓜的叶子吗?它们迎着朝阳舒展,随着夜幕降临而闭合下垂,好像进行了一天光合作用后疲倦了需要休息一下,这就是叶子的“就眠”运动。你看下面这张图,是科学家在四天中用自动记录仪记下的番木瓜叶子运动的情况,它在半夜时(0)垂得最低,白天中午前后(12)举得高高的,每天如此,多么有规律啊!这样一说,我们也可以联想到有的花也有这种现象。像水中美丽的睡莲,白天开放,夜晚闭合。可昙花却又正相反,开花总在夜晚。而牵牛花又不一样,一大早就打开了“喇叭”,紫茉莉要挨到傍晚才开放,真是古人所说:“花开花落自有时。”不仅如此,花儿放出香气和花蜜的分泌,也都会按着一定的时间进行。尽管世界上植物众多,表现也极复杂,但细心的科学家还是从中找出了一些规律,他们发现:每种生物的习性和生命活动都受着节律的支配,这种节律有的按24小时变化着,和钟的周期性变化一样,有的与月落、月出或海洋的潮汐有某种联系。植物是这样,动物也不例外。小蜜蜂每天勤劳地准时采蜜;大雁把测时和辨别太阳方向结合起来,冬去春来,南来北往定向导航从不迷失方向。就拿人体来说:呼吸、血压、体温等生理现象也有昼夜变化,医生给心脏病人吃洋地黄这种药时发现:凌晨4点钟对药物的敏感性是平时的40倍……这些变化准确得很,似乎生物体内存在着某些记时装置,它有节律地控制着生物进行各种活动和变化,这种神秘的记时装置,称为“生物钟”。

  这“生物钟”到底是什么呢?它存在在哪里呢?几百年来,生物学家通过各种现象,煞费苦心地力求揭开“生物钟”的秘密,他们认为:生物钟是一种复杂的生理过程,也可以说,是生物体内进行的物理、化学变化的结果。它们表现出有规律的周期性变化,是由体内某些细胞、组织和器官内特殊的遗传物质——基因控制着,这种基因是在长期的生物进化中形成的,能够传宗接代,生物就靠这种内在的“钟”测知时间变化,从而有了每隔24小时左右的周期性活动。内外部环境发生变化时,对生物钟有了刺激,也有可能进行新调整。你试试看将菜豆半夜里移到灯光下,看看,它的叶子会不会“醒来”?一连试它几天,再作个结论!

  当人们对生物钟的奥秘了解清楚一些时,就增强了驾驭大自然的能力。种花的人对开花生物钟的节奏有所了解时,就用人为的方法调节光照和黑暗,“拨动”生物钟,使四季鲜花能在同一时间开放,即使是昙花也让它在大白天和更多的人见面。养鸡的人掌握了母鸡产卵的生物钟,用人造光源缩短黑暗时间,母鸡就能下更多的蛋……

  生物钟是生物界的奥秘,至今还未完全弄清楚,所以吸引了不少生物学家、物理学家、化学家、医学家和心理学家,以浓厚的兴趣在共同攻关,共解生物钟之谜!

  关键词:生物钟

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责任编辑:杨茗

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