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“没头脑”却“有脾气”的含羞草，怎样感受周围的世界？

2020-11-06 12:08

来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客

原创刘若淼我是科学家iScientist

很多植物因为名字形象，让人记忆深刻，比如鸡冠花、狗尾巴草、一串红……也有一些，人们因为叫不上名字，所以印象逐渐模糊起来。还有的是名气很大，却因外表平凡，很多人却不知道它的庐山真面目。含羞草就属于这种，人们都知道它的叶子一碰即合的特性，却不一定认得它。含羞草不美也不丑，和多数草花长在一起，并不引人注意。它们默默地生，默默地长，默默地开放在繁花和野草间。

含羞草 | Pixabay

含羞草的叶子很敏感，受到外部触碰时，会迅速合拢收紧下垂，外力越大它的反应速度越快。人们根据这种遇上外物、娇羞不以面目示人的举动，拟人化地给它取名为含羞草。

含羞草很好玩。轻触它的叶片，它会缓缓关闭，叶柄弯曲，害羞地垂下头，好像断绝了与这世上的一切往来。如果大力触碰或者突然“袭击”它，面对这突如其来的“遭遇”，含羞草会以加速度重复刚刚的动作，保护自己的安全。闲来无事，不妨“逗弄”它一番，如果你反复尝试同样的动作，它就会放松警惕，逐渐减慢防守速度，最后当它“确认”你的这些举动对它来说是安全的，那些叶子就不再收紧闭合了。它是被你折腾累了，疲劳怠战吗？当然不是。这时候，换一种方法再“挑逗”它：在含羞草叶子上方缓慢滴水下来，这意外的挑衅又让它紧张起来，立刻收起展开的片片双翼，合拢了。过一会儿，它似乎感觉到了安全的气息，又悄悄张开绿色的翅膀悠哉悠哉了。我们在叶子上方再次滴水，这次水滴下来速度快了一点，含羞草倏地一下又合拢叶片，这一下比上次抱得更紧。同样，小实验重复多次后，含羞草似乎又适应了环境的变化，不再徒劳地关闭叶子。

含羞草对机械触碰反应灵敏，那么对声音有没有感应呢？尝试着突然对着它大喊一声“嗨”，小草没有反应。换个音调试试，给它唱一曲，它仍然没有反应，倒是唱歌时的几次爆破音引起了羽状复叶抖了抖。无独有偶，达尔文在晚年的时候对植物是否有听觉这个问题也很感兴趣，曾经对着含羞草连续吹奏100 多天巴松管，也是一无所获。

含羞草的这种防御外敌合拢叶子的机制是植物适应环境的结果。含羞草是草本植物，原产于南美洲，身材不高，茎干纤细，叶片细小。南美洲气候多变，时常突然狂风大作、暴雨倾盆，含羞草在这样的环境中生长，自然练就了一套兵来将挡的好功夫。当有风吹来或有雨点滴落的时候，含羞草就迅速闭合叶片，以躲避狂风暴雨对娇嫩叶片的摧残。同时，这样的“伎俩”也能使动物和低飞的昆虫有所顾忌，规避了它可能被草食动物吃掉的危险。含羞草这种特有的自我保护行为常常发生在动物身上，在植物界是极其罕见的。

我们知道，动物受到外界的刺激会通过神经系统产生条件反射。比如，小明考试不及格，拿到卷子那一刻，就像老爸的扫把已经悬在空中一样，立刻感觉屁股痛。原本成绩不好和屁股痛是两件不相干的事情，通过之前的经历，小明知道考试不及格与挨打绝对是连续发生的事情，于是产生了条件反射。动物发生条件反射的前提条件是有细胞和组织分化，具备反射弧，形成了神经系统，而植物并没有这种系统，那为什么含羞草受到外力也会产生动作呢？

含羞草闭合过程 | Wikimedia Commons, Hrushikesh / Public Domain

原来在含羞草枝干与叶柄连接处，有一显著膨大的关节，叫叶枕。叶枕里充满着具有许多细胞间隙的薄壁组织。植物细胞是高渗的，经常处于吸胀饱满的状态，使植物体直立挺拔。当叶片震动传到叶枕时，叶枕中薄壁细胞膜的透性和瞬间膜内外离子浓度发生变化，从而产生电位差，细胞液排到细胞间隙中，叶枕细胞的膨压降低，叶枕软下来，无法支撑叶片的重量，就会引起叶片闭合，甚至整片叶子下垂。含羞草的这种运动是植物应激性的表现，属于感性运动，与高等动物的条件反射相差甚远。此外，含羞草的感性运动还包括感温性、感湿性、感震性等。

一些报道称，在日本发生地震前，当地的含羞草叶片紧闭，直到地震结束才展开。所以有人推测，含羞草可以作为地震预报员，为人类带来福音。事实上，引起含羞草异常开闭的原因很多，不能以此单论。而如果地震可以如此简单被含羞草预测，那么人类早就依据仿生学原理研制响应仪器，监测突如其来的地震了。含羞草确实具备了感震的功能，但这里感受到的不是地震，而是外界对它机械的震动。感震性也并不是含羞草的专利，在植物界，捕蝇草受到震动后捕虫夹就会以其叶脉为轴而闭合。

含羞草的花 | Wikimedia Commons, Eric Hunt / CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

含羞草属于豆科含羞草亚科，花开得比较小，头状花序，毛茸茸的似绒球，很是可爱。盛夏时，草地旁、山坡上、池塘边常星星点点有很多这样粉红色的小花。含羞草的花可不像叶子那么害羞，无论你怎么逗弄，它都一动不动，不受外界干扰。小时候对我来说，含羞草的奇特不单单表现在它随意开闭的叶子，还有它“上天下地”的花：明明长在草丛边的小花，为什么常常长在一种高大乔木上呢？小时候，这个难题经常在脑子里出现，却百思不得其解。

直到很多年以后，我在大学校园散步，看到某条小路上散落着一些树上掉落的小花，形似含羞草。俯身拾起，玲珑剔透，压扁似羽毛扇，花丝细长似扇骨，花柄似扇柄。一时间，这些花又带我回到童年逗弄含羞草的日子，心想这羞涩的家伙又顽皮地上树了。抬头看，这棵树有三、四层楼那么高，整齐的绿叶中掩映着很多毛茸茸的粉红色花朵，铭牌上写着：合欢，落叶乔木，豆科，合欢属。夏日的清风吹来，叶间枝上，粉红色轻舞，曳曳因风动。奇怪的是，此时的粉红色并无妩媚之感，反而在风中英姿飒爽，别有一番风骨。合欢，这名字真好，圆圆满满，阖家欢乐，我一下子便记住了它。

合欢的叶子与含羞草叶子一样，都具有感性运动的能力，不同的是，合欢对外界震动的反应不那么明显。合欢日出而开，日落而闭，它们感知的是白天和黑夜的界限。

含羞草茎上伸出很长的总叶柄，也叫叶轴。总叶柄的尾端是叶枕，前端生出四枝羽毛状分枝，每个分枝两侧着生羽毛状排列的小叶。我自小就对这样“对称”生长的叶子情有独钟。小时候，自然课老师让我们收集树叶标本，同学们带来了风姿绰约的柳叶、钢筋傲骨的杨树叶、掌状的红枫、扇形的银杏、狭长的韭菜、硕大的芭蕉，形态各异，各有特色；而我选择的都是，小叶沿着小茎对称生长的“对称叶”，比如含羞草叶、合欢叶，把这些大同小异的叶子带到学校，这些“普通”样貌的叶子和我却被同学们笑话。我不以为然，对称的美你们不懂！我小心翼翼地将它们保存在书页中，视作珍宝。

一片叶子由叶片、叶柄和托叶三部分组成，称为完全叶；三者之中，如果任一部分退化未长出，则称不完全叶。叶片一定会存在，并且仰仗光合作用的神圣使命，理所当然在叶子中扮演了最重要的角色。绝大多数植物叶片为了与外界接触面积最大从而更多接收阳光进行光合作用，会把内部结构尽可能平铺，让叶子扁平化。这也是自然选择的结果。

叶肉细胞、叶脉和表皮构成叶片结构。叶肉细胞含有大量叶绿素，让细胞呈现绿色。叶绿体、线粒体等细胞器也存在于叶肉中，进行光合作用和呼吸作用。

叶脉在叶片上肉眼可见，每一条叶脉都是叶子独特的“指纹”，正因为这样，世上绝对找不到两片完全相同的叶片。叶脉是分布在叶肉上细小的维管束，主脉在叶柄处延伸出来，从主脉上分支再分支的小维管束构成运输营养物质、水分、无机盐的双向通道。这些四通八达的叶脉就像伞的骨架一样支撑着叶子的形态，想象一下，如果没有叶脉，很多叶片要变形，甚至坍塌，也许会压垮叶肉细胞吧。

叶脉主要有两种：平行脉和网状脉。顾名思义，平行脉是指叶片具有平行的叶脉。禾本科植物主脉自基部伸出，主脉两侧有很多小脉，呈平行趋势，径直延伸向叶尖。叶脉在叶基出发，相交于叶尖，这种被叫做直出平行脉。芭蕉的小脉从主脉两侧横向长出，直达叶缘，各小脉平行，称为侧出平行脉。蒲葵的叶脉从叶柄顶端辐射而出，称为射出脉。这些平行脉虽然脉络之间都有平行趋势，但又各自不同。如果叶脉分出多数细脉，互相连接而成网状，称之为网状脉。

一些叶脉很像羽毛，有一条显著的主脉，由主脉两侧分出多数侧脉，侧脉再分出多数细脉，纵横交错，称为羽状脉，朱瑾就属于这类。而木瓜叶片有多条主脉，均从叶柄生出，开展如掌状，称为掌状脉。

各种类型的叶脉 | www.shutterstock.com

一些植物的叶子横生于茎上，与地面形成一定的夹角。叶片两面的受光程度有区别，引起叶片内部组织分化，呈现明显异样。我们把接受阳光较多的一面称为向光面，把接受阳光较少的那面叫做背光面。向光面叶肉细胞排列紧密，叶绿素含量较多，颜色深绿，背光面叶肉细胞排列松散，叶绿素含量低，颜色较浅。向光面的蒸腾作用较强，为了防止水分散失，它们给自己穿上较厚的蜡质角质层；相对地，背光面上有很多进行气体交换的气孔，角质层也相对薄一些。当然也有一些叶子是近乎直立生长的，比如玉米叶子，两面受光程度是一样的，所以叶子两面并无大的差异。

叶柄把叶片和茎连接在一起，细长圆柱体（有的有沟槽）支撑叶面挺立和疏导内部物质流动，也算一个“交通要塞”。一些植物的叶片退化，叶柄变得扁平，替代叶片进行光合作用。一段叶子的叶柄顺着主脉的方向，与叶面沿同一平面生长。但也有特殊，比如莲的叶柄长在叶片的中央，与叶片垂直生长。托叶着生于叶柄基部，保护幼叶和芽不受外界侵害。通常幼叶和芽逐渐成熟以后，托叶便完成使命，自行脱落，仅留下托叶痕作为它曾经来过的印迹。但是，茜草叶柄基部的一对叶片状的托叶始终存在，并不脱落，见证它的一生，这种现象在植物学上叫做托叶宿存。也有些植物的托叶变得很细小，呈针刺状，如槐树。菝葜的托叶上端两侧演变为两条细长的卷须，用以攀援它物。

含羞草的叶子好玩，花好看，果子也具有观赏价值，如果能够在家里种上一棵该有多好。户外很多含羞草，忍不住拿着小铲去挖一棵回来，结果是移栽了几次都枯萎了，可见含羞草移栽并不容易成活。然而，我养含羞草的热情并未减退，正值春暖花开，决定买一些种子直接播种。

到花鸟鱼虫市场遛一圈，很容易买到含羞草的种子。种子比绿豆略小，用冷水浸泡两三个小时待种壳软化，直接将它们撒播到润湿的花盆土中，在上面薄薄覆盖一层土，等着它们发芽。北方的春天乍暖还寒，人还感觉微凉的时候，含羞草却在种下去1周后，从棕色的营养土中破壁而出，白色的小芽从这一刻开始接受阳光的洗礼。过几天，长出2片子叶，随后会在上面长出那些整齐的小叶子，子叶随之退化。长势良好的话，再过一段时间，粉紫色的花也许会在一夜之间开放，让你毫无准备地接受这份欣喜。这些看似一朵、实则是很多花朵长在一起的头状花序，就开始零星点缀在花盆里了。

含羞草喜潮湿，这个特点与它的原产地有关，它在南美洲潮湿高热的气候条件里形成了喜湿喜光的特点。我们投其所好，给与它阳光充裕、水分足备的环境，2个月左右就能长成一株可远观也可近玩的整株植物。

人工授粉示意图 | 图虫创意

单株养殖的含羞草很难通过自然的方法传粉，如果想让它结籽，我们就得亲自上阵，为它人工授粉，助它一臂之力。取一个小棉签在花里蹭一蹭，让花粉和柱头亲密接触，不能太用力，避免伤害到柱头。如果授粉成功，过些天，小小的含羞草就可以像其他豆科植物一样结出豆荚。等到豆荚长成熟，拨开它，我们就可以得到含羞草的种子。保存好种子，等待时机再次种下去，就又能见到害羞的含羞草了。

草本植物的标本一般取整株制作，根、茎、叶、花、果实俱全的含羞草并不难寻。但是，含羞草的叶子会动，人一触碰，叶子就合拢，想把它做成展开的标本就要花点小心思。可以反复触摸它的叶子，直到它适应了这种震动的节奏，不再感到外界的危险，就会打开叶子任你“摆弄”。还可以看准角度用硬纸板小心快速夹紧它，让它没有反抗的机会，双手按住硬纸板不松手，另一个人轻轻用掘根铲挖出它的直根系，两个人配合把根洗干净，用报纸或吸水纸把水吸干，夹到新的吸水纸里。怎么做标本有点打仗的感觉呢？与含羞草作斗争，其乐无穷。为了把做好的标本放在本书标本页中保存，要把植株折成M形或Z形，尺寸比标本页略小，压到标本夹中，捆紧，放置于避阴处，前3天每天更换吸水纸，换下来，吸水纸可以晾干再利用。大概1周后，含羞草标本就制成了。完全失水的含羞草很脆，小心取出，不要损坏，用胶条粘贴在标本页。

《童年的植物园》

《童年的植物园》是一本面向中小学生的家庭植物科普图书，以让青少年动手做、亲子一起玩为目的，以植物为主线，把种植活动、做标本和植物学知识融为一体，强调实践性、趣味性和知识性的结合。内容包括前篇“萌芽”、中篇“成长”和后篇“孕育”三部分，涉及的植物包括莲、凤仙、凌霄、竹、含羞草、蒲公英、杨、桃、芦苇和向日葵。

作者：刘若淼

编辑：鞠强