植物一般不能发生自主运动,中国科学院植物研究所的植物学家在研究斑叶唇柱苣苔的过程中,却发现斑叶唇柱苣苔的柱头在接触水后具有自发运动的特性。斑叶唇柱苣苔也称“斑叶草”,是一种隶属苦苣苔科的植物,常被植物学家们用来广泛研究。
为了探索原因,科学家将斑叶唇柱苣苔的柱头进行了解剖分析。在显微镜下发现,斑叶唇柱苣苔的柱头由乳头细胞、维管束、薄壁细胞和背面表皮组成。而它们的维管束上有高达10层的细胞,占了层板厚度的一半。
在柱头接触水呈现开放和闭合状态时,这些细胞的形态存在着明显差异。由此可见,这些细胞的本质是区别于薄壁细胞的,植物学家将其定义为收缩细胞。
借助冷冻电镜对收缩细胞进行表征,显示这些细胞内部呈现网状结构,与常规的细胞不同,细胞核在细胞的边缘而非中心。
当柱头吸水时,收缩细胞的体积会加大,形态上与初始状态相比会拉长超过8倍,说明收缩细胞内部有对水敏感的物质,接触水后这种膨胀的行为使细胞体积扩大,这与柱头的伸长和收缩运动是紧密相关的。
同时,借助于电镜和荧光实验对细胞进一步分析,显示细胞的网状结构的本质是粗面的内质网,网状结构上嵌有核糖体。此外,实验观察到斑叶唇柱苣苔的柱头在开合运动时,收缩细胞也会随着运动,由此可见,两者是紧密相关的。
会动的植物远不止上面所提到的斑叶唇柱苣苔,很多我们生活中常见的植物也是“运动员”,例如向日葵、含羞草、合欢花等。
(《解放日报》9.18)