因为含羞草是由细小如网状的蛋白质“肌动蛋白”(即叶枕敏缩体)所支撑,当肌肉蛋白束散开时,细胞被破坏,水分流出,所以产生闭合运动。含羞草老家在热带南美洲的巴西,那里常有大风大雨,每当第一滴雨打着叶子时,它会立即闭合叶片,叶柄下垂,以躲避狂风暴雨对它的伤害,这是含羞草适应外界环境条件变化的一种适应。
一、含羞草为什么会害羞
1、植物和动物不同,没有神经系统,没有肌肉,感觉不到外部的刺激。含羞草和普通植物不同,它被外部触摸时叶柄下垂,小叶子关闭,这个动作被理解为害羞,因此被称为含羞草。
2、含羞草细胞由细小的网状蛋白质“肌动蛋白”(即叶枕敏缩体)支撑。产生闭合运动时,肌动蛋白磷酸会脱落,只要含羞草吸收让磷酸不脱落的化合物,接触也不会发生变化。土屋教授指出,当肌动蛋白束散开时,细胞被破坏,结果水分跑出来,以致产生闭合运动。肌动蛋白一般见于动物的肌肉纤维内,与肌肉伸缩有关。
3、植物的运动通常是由细胞内膨胀压力变化引起的。大部分成熟的植物细胞都有很大的液泡。液泡内充满水分时,压迫周围的细胞质量,紧贴细胞壁,给细胞壁带来压力,使细胞膨胀,像充满空气的气球一样。液泡中含有的有机和无机物质的浓度高低,决定渗透压力的高低,而渗透压力的高低决定水分扩散的方向。液泡浓度提高时,渗透压增加,水分从细胞外向细胞内扩散进入液泡,增加细胞膨胀压力,使细胞膨胀,相反细胞萎缩。这个过程只能引起缓慢的运动。
4、含羞草的叶子一遇到碰触,就会立刻关闭,接触的力量越大,关闭越快,叶子整体就会下垂,整个动作几秒钟就完成了。含羞草的叶子和叶柄结构特殊。叶柄基部和复叶的小叶基部有比较膨胀的部分,称为叶枕。叶枕对刺激的反应最为敏感。一旦碰到叶子,刺激立即传到叶柄基部的叶枕,引起两个小叶片闭合起来,触动力大一些,不仅传到小叶的叶枕,而且很快传到叶柄基部的叶枕,整个叶柄就下垂了。因为在叶枕的中心有一个大的维管束,维管束四周充满着具有许多细胞间隙的薄壁组织。当震动传到叶枕时,叶枕的上半部薄壁细胞里的细胞液,被排出到细胞间隙中,使叶枕上半部细胞的膨压降低,而下半部薄壁细胞间隙仍然保持原来的膨压,结果引起小叶片的直立而两个小叶片闭合起来,甚至于整个叶子垂下来。有人研究过,含羞草在受到刺激后的0.08秒钟内叶子就会闭合。受刺激后传导的速度也是很快的,最高速度每秒钟达10厘米。刺激一段时间后,一切又恢复正常,小叶又展开了,叶柄也竖立起来了。恢复的时间一般为5~10分钟。但是,如果继续逗弄,它也不再发生任何反应。这是因为连续的刺激使得叶枕细胞内的细胞液流失了,不能及时得到补充的缘故。
二、含羞草会害羞的历史根源
1、含羞草会害羞这一特殊本领,有一定的历史根源。它的老家在热带南美洲的巴西,那里经常有大风大雨。每当第一滴雨打在叶片上,它就会立即关闭叶片,叶柄下垂,以避免暴风雨对它的伤害。这是适应外部环境条件变化的适应。另外,含羞草的运动也可以看作是自卫方式,动物稍微碰一下就会关上叶子,动物就不敢再吃它了。
2、含羞草在叶柄和小叶柄基部都有一个较膨大的部分,叫做 “叶褥”。叶褥对刺激的反应敏感,其中心部分有很多薄壁细胞。这些细胞在静止时将带负荷的氯离子输送到细胞内,将氧离子输送到细胞外,使细胞膜和邻近地区保持一定的电位差,称为静止电位。外部刺激超过一定程度时,这种差异的透过性突然变化,带正电荷的钙离子大量流入细胞,钾离子反向进行,提高膜内的电位,成为正电位,产生动作电位的现象被称为去极化。动作电位会传递,当细胞到达动作电位时,也就是产生去极化现象时,细胞膜的差异通透性会消失,使原来蓄存于液泡内之水分在瞬间排出,使细胞失去膨压,变得瘫软。故当刺激小叶柄基部的叶褥,叶褥上半部薄壁细胞的膨压降低,而下半部薄壁细胞仍保持原来的膨压,引起小叶片沿着叶柄方向直立。而叶柄内的维管束,在叶褥合成一大管道,作容纳叶褥排出的水分。