科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)的“高原含羞花” 閉合速度最短僅7秒

花瓣不僅可以運(yùn)動(dòng)，而且速度快得讓人難以想象!1月10日，記者從湖北大學(xué)獲悉，該校和中科院武漢植物園、武漢大學(xué)、西藏大學(xué)等單位的研究人員，在第二次青藏高原綜合科考中首次發(fā)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)的“高原含羞花”——龍膽屬多個(gè)物種的花冠，被觸碰后迅速閉合，最短僅7秒!這也是目前已知的閉合速度最快的花。

元旦前夕，該研究成果以《觸碰誘發(fā)龍膽屬植物花冠的迅速閉合》為題，在線發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《Science Bulletin》(科學(xué)通報(bào))。湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院教授戴璨與武漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副教授龔燕兵為該文的共同第一作者。

植物的快速運(yùn)動(dòng)一直受到科學(xué)家和自然愛好者的關(guān)注，改變了“植物不像動(dòng)物那樣運(yùn)動(dòng)”的傳統(tǒng)觀念。典型例子有茅膏菜、捕蠅草、貍藻等食蟲植物，和因葉片的觸敏性而聞名的含羞草。而現(xiàn)在，研究人員在西藏高海拔地區(qū)(4000米以上)發(fā)現(xiàn)了花冠具有觸敏性的“含羞花”。

此次研究發(fā)現(xiàn)，龍膽科龍膽屬的四個(gè)物種——假水生龍膽(白花型、藍(lán)花型)、新疆龍膽、西域龍膽以及一個(gè)待鑒定的龍膽屬植物，其花冠被機(jī)械觸碰后，會在7秒到210秒的時(shí)間范圍內(nèi)迅速收縮，直至緊實(shí)的花苞狀態(tài)。花冠閉合后能再次開放，在天氣晴好狀態(tài)下大概需要20分鐘。如果再次觸碰，花冠還會再次閉合，然后開放。

相比已發(fā)現(xiàn)的茅膏菜屬植物，這項(xiàng)研究中取樣最廣的假水生龍膽，其兩種花色八個(gè)居群的平均閉合時(shí)間僅29秒，最短閉合時(shí)間僅7秒，堪稱世界上閉合速度最快的花。研究人員目睹之下，為之驚嘆。

那么，花冠觸敏的誘發(fā)因子是什么?會不會是對風(fēng)、雨、冰雹等非生物因素，或是對食草動(dòng)物、訪花昆蟲的反應(yīng)?研究人員針對西域龍膽的一個(gè)自然居群(花冠平均閉合時(shí)間27秒)，開展了一系列實(shí)驗(yàn)。

結(jié)果表明，風(fēng)不太可能是龍膽屬植物花部觸敏性的選擇壓力，大型動(dòng)物的啃食作用對其花冠的行為影響甚微。然而在對傳粉昆蟲的觀察中，研究人員發(fā)現(xiàn)，多種熊蜂對花朵存在非常規(guī)訪問——它們將龐大的身軀趴在花冠上，頭伸向花冠筒外側(cè)的基部，扎裂開口后盜取花蜜。熊蜂離開后，98.8%的花冠有收縮行為直至完全閉合。西域龍膽的花部觸敏性，可能是為了避免頻繁的熊蜂盜蜜對花組織特別是子房造成的傷害，演化出了這一自我保護(hù)的行為特征。

熊蜂除了盜蜜行為，對西域龍膽的常規(guī)訪問行為同樣會造成花冠的響應(yīng)性閉合。這種正常訪問后的閉合，會不會對柱頭上的花粉落置和花粉萌發(fā)起到促進(jìn)作用?在更多的物種和居群中，熊蜂與龍膽屬植物究竟是哪種種間關(guān)系占上風(fēng)?在龍膽屬花部觸敏性的進(jìn)化中，什么因素起到?jīng)Q定性作用?這些問題有待進(jìn)一步研究解答。

研究人員認(rèn)為，植物的響應(yīng)性運(yùn)動(dòng)及其功能意義值得深入研究。(記者韓曉玲、通訊員唐漢青、鮮文濤)