含羞草的电运动

植物与动物不同,没有神经系统,没有肌肉,但同样拥有感知。

含羞草在我国南方亚热带地区比较常见,它在受到外界触动时,叶柄下垂,小叶片合闭,这个动作就像是害羞地低下了头一样,所以由此命名。

今天读书知道了含羞草是如何对触碰作出下垂运动反应的。

印度的物理学家、植物生理学家贾加迪什·钱德拉·玻色爵士首先提出,外界碰触引发了含羞草叶片的活动电位,活动电位沿着叶子辐射开,才导致了叶片的闭合。

经过数代人的研究,发现,含羞草叶片中有一个称为“叶枕”的特殊结构,由一群簇集的细胞构成,位于每一根小叶片的基部,就是叶枕控制了含羞草叶片的开合,即当电信号作用在叶枕时,就会引发含羞草叶子的下垂运动。

而植物细胞和动物细胞的不同之处在于,动物细胞只具有原生质体,原生质体的液体内容物中,含有细胞核、线粒体、蛋白质和DNA等;而植物细胞的原生质体外围还有一层细胞壁,细胞壁结构疏松,具有全透性,主要起支撑作用。(高中生物知识)

一般情况下,原生质体含有充足的水分使细胞膜撑满,对细胞壁有适度的压力,使植物细胞紧实坚挺后,承受重量;当细胞失水时,细胞壁不再受到原生质体的压力,植物便萎靡下垂。电信号到达叶枕时,这个部位的细胞中的钙离子能够调控钾离子通道的开放,使钾离子进入或流出细胞,而水总是流向钾离子浓度较高的一方以起到稀释作用。所以这个通道就像是一个水泵,决定泵入还是泵出水分,影响到叶枕细胞的吸水和失水,进而控制了叶片的张开和闭合。当含羞草的叶片张开时,叶枕细胞内的钾离子浓度较高,细胞吸水膨胀支撑起叶片;当含羞草被触碰时,叶枕细胞接收到电信号后钙离子迅速调控通道,使钾离子流出细胞,水分也随之流出,细胞失水后叶枕的支撑力量减弱,叶片便闭合了。

而这个过程也是一个电信号转化为化学信号再做出物理运动的过程。

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