◎成都市錦江區(qū)師一學(xué)校 張宇涵

在廣西游玩時(shí)，我發(fā)現(xiàn)了一種“會動”的植物——含羞草。當(dāng)受到外界刺激時(shí)，它們會害羞地合上葉片。

哪些因素或者環(huán)境會讓含羞草閉合葉片呢？回到家里后，我開啟了對這種植物的“探索之旅”。

科普小名片

含羞草是豆科含羞草屬植物，喜溫暖濕潤環(huán)境，對土壤要求不嚴(yán)，能耐半陰。小葉細(xì)小，羽狀排列，頭狀花序，花呈淡紅色。

含羞草為直根性植物，須根很少。全株可入藥，有安神鎮(zhèn)靜、止血收斂和散瘀止痛等功效。

圖1 含羞草

實(shí)驗(yàn)一 外界溫度影響實(shí)驗(yàn)

我用電烤爐提供60 ℃～90 ℃的環(huán)境，將購買的兩盆含羞草放在電烤爐前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察在不同的溫度環(huán)境下不同的時(shí)間段含羞草的變化。

我將電烤爐的溫度設(shè)置為90 ℃，將第一盆含羞草放在電烤爐前。我將另一個(gè)電烤爐的溫度設(shè)置為70 ℃，將第二盆含羞草放在它前面。

過了30秒，我發(fā)現(xiàn)，第一盆含羞草靠近電烤爐的部分緩慢閉合；第二盆含羞草沒有變化。過了60秒，第一盆含羞草大部分葉片閉合，整盆含羞草無精打采的；第二盆含羞草還是沒有變化。過了90秒，第一盆含羞草的葉片完全閉合，靠近電烤爐的部分緩慢下垂；第二盆含羞草靠近電烤爐的部分緩慢閉合。過了120秒，第一盆含羞草的葉片全部下垂；第二盆含羞草靠近電烤爐的部分緩慢下垂。過了150秒，第二盆含羞草的葉片全部下垂。

實(shí)驗(yàn)表明：含羞草的葉片閉合受溫度影響，溫度越高，閉合需要的時(shí)間越短。

圖2 在90 ℃的溫度下120秒后的含羞草

圖3 在70 ℃的溫度下150秒后的含羞草

實(shí)驗(yàn)二 外界聲音影響實(shí)驗(yàn)

白天，我在地下停車場用汽車鳴笛的聲音（約91分貝）模擬高分貝聲音，將兩盆含羞草分別放在距離汽車?yán)燃s1米和約5米的地方。

我通過觀察發(fā)現(xiàn)：汽車一鳴笛，距離汽車?yán)燃s1米的那盆含羞草立馬閉合葉片，距離汽車?yán)燃s5米的那盆含羞草則沒有變化；汽車鳴笛10秒后，兩盆含羞草維持汽車剛開始鳴笛時(shí)的狀態(tài)；汽車鳴笛20秒后，距離汽車?yán)燃s1米的那盆含羞草葉片緩慢張開，而距離汽車?yán)燃s5米的那盆含羞草還是沒有變化。

實(shí)驗(yàn)表明：含羞草在很吵的環(huán)境下（80～100分貝）會瞬間閉合葉片，但是在適應(yīng)一段時(shí)間后便不再變化，甚至緩慢張開葉片。

圖4 91分貝下，汽車鳴笛20秒后距離汽車?yán)燃s1米的含羞草

實(shí)驗(yàn)三 震動刺激實(shí)驗(yàn)

為了測試震動對含羞草閉合葉片的影響，我用手指觸碰含羞草的葉片，發(fā)現(xiàn)它會迅速閉合葉片，一會兒后才緩慢張開。含羞草對這種刺激非常敏感，我再次觸碰葉片，葉片還是會快速閉合。

圖5 用手指觸碰含羞草，含羞草葉片的變化過程

葉片閉合機(jī)制

葉片閉合機(jī)制

含羞草的葉柄基部和復(fù)葉的小葉柄基部都有一個(gè)膨大的部分，叫作葉枕。葉枕的中心有一個(gè)大的維管束，維管束的周圍充滿了具有許多細(xì)胞間隙的薄壁組織。

當(dāng)葉片被觸碰，震動傳到小葉柄基部的葉枕時(shí)，葉枕上半部薄壁細(xì)胞里的細(xì)胞液排到細(xì)胞間隙中，使葉枕上半部細(xì)胞的膨壓降低，而下半部薄壁細(xì)胞仍保持原來的膨壓，使葉片閉合。

過了一段時(shí)間，當(dāng)葉枕細(xì)胞中充滿了細(xì)胞液，膨壓增加，葉片又展開來。

實(shí)驗(yàn)四 時(shí)間影響實(shí)驗(yàn)

含羞草的葉片閉合會不會受時(shí)間段的影響呢？我將兩盆含羞草放在家中的同一地點(diǎn)，在不同的時(shí)間段觀察它們的變化，并記錄情況。

圖6 早上6至7時(shí)的含羞草

圖7 晚上9至10時(shí)的含羞草

我發(fā)現(xiàn)，早上含羞草會自動張開葉片，而在晚上含羞草會自動閉合葉片，和人類的作息差不多，很有規(guī)律。

結(jié)論分析

含羞草的葉片閉合受溫度、聲音、震動和時(shí)間段的影響。

在高溫、吵鬧的環(huán)境下，含羞草會快速閉合葉片。溫度越高，閉合葉片需要的時(shí)間越短。含羞草對震動最為敏感，一受到刺激，葉片立馬閉合。如果震動大，可使刺激傳至全葉，總?cè)~柄也會下垂，甚至傳遞到相鄰葉片，使其葉柄下垂。

含羞草對低分貝聲音不敏感。在高分貝聲音的環(huán)境下適應(yīng)一段時(shí)間后，葉片不會變化，甚至緩慢張開。

早上和晚上的含羞草也不同，早上含羞草葉片張開，晚上則閉合葉片。

含羞草閉合葉片這一“害羞”行為，是其適應(yīng)環(huán)境的一種反應(yīng)。含羞草是草本植物，原產(chǎn)于南美洲，“身材”不高大，莖干纖細(xì)，葉片細(xì)小。南美洲氣候多變，時(shí)而狂風(fēng)大作、暴雨傾盆，時(shí)而氣溫超高，含羞草在這樣的環(huán)境中生長，自然練就了一身“兵來將擋，水來土掩”的好功夫。

專家點(diǎn)評

張宇涵同學(xué)運(yùn)用控制變量的方法，定量研究含羞草，原理和方法科學(xué)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)翔實(shí)，得出了“含羞草的葉片閉合受溫度、聲音、震動和時(shí)間段的影響”結(jié)論，難能可貴。將“電烤爐”作為熱源，“汽車鳴笛”作為聲源，“手指觸碰”作為震源，觀察含羞草對溫度、噪聲及觸碰等刺激的反應(yīng)程度，體現(xiàn)了作者的創(chuàng)新性。

豆科含羞草屬植物約有500種，20余種最為常見。目前已從含羞草屬植物中分離鑒定出活性代謝成分生物堿類、黃酮類化合物約180種。化合物2-甲基四氫-β-卡賓參與了含羞草屬植物葉片“害羞”的行為，與含羞草葉片的緩慢閉合有關(guān)。科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)含羞草有學(xué)習(xí)和記憶能力。

含羞草屬植物有毒，有毒成分是含羞草堿。因此，大家不要經(jīng)常觸摸含羞草，避免誤食，在研究過程中要做好必要的防護(hù)措施。