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quarkmeteor (家住吴门 久作长安旅)
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向光性(phototropism),感知区域为植物的生长尖端,对于蓝端光敏感。 光周期现象(photoperiodism),短日照植物与长日照植物,植物真正关注的是连续的黑暗的长度(长夜被短暂的光照分割成若干个短夜,会被植物理解成短夜)。 在这个现象上植物对红光敏感,并且如果在短暂的红光后照射远红光(接近红外的可见红光),那么之前照过红光的效应会被抵消。从效果来说,如果隔断长夜的一段照射中最后出现的是远红光,那么长夜就等于没被隔断过一样;如果最后出现的是red light,那么长夜就被隔断了。这也暗示了红光与远红光的感受体可能是可以可逆变化的同一种色素(事实正是如此)。 Ecologically this made sense。自然界中,植物傍晚感受到的最后的光是远红光,然后它知道夜晚开始了。早晨感受到的第一束光是红光(为啥早晚不对称来着?),于是它知道夜晚结束了。这就是植物测量自己经历了多长的连续黑暗的方法。 这个效应的感知区域为植物的叶片,只要一片叶子就够了。 光敏色素(phytochrome)可以感知到白天越来越长,也就是春天到了,于是指导植物开花。 光隐色素(cryptochrome)可以指导生物钟,对蓝紫光敏感。 对于植物来说光就是养料。既然它们不能通过移动去获取养料,那就通过生长来接近养料。植物对光的方向、强度、照射时长、颜色都需要感知。
植物知道自己的果实是否成熟了,旁边的植物是否刚刚被修剪过,或者是否有害虫在附近。 乙烯催熟:成熟的果实释放乙烯, 菟丝子,寄生草本,本身缺乏叶绿素故而不能进行光合作用。它根据周围植物释放的化学物质,有选择性地攀援某些特定的植物。例如,喜欢土豆胜过小麦。 lima bean,受侵害的树叶会释放化学物质,警示同一棵树上的其它树叶。生长在周围的同类植物也能够接受到同样的化学信息,从而使得自己的树叶作出相应的防御。(根据侵害种类的不同,防御措施也不同。受害虫侵害时,可能会让健康的树叶释放害虫不喜的物质,或让花朵分泌能吸引对抗害虫的天敌的花蜜;受细菌病毒侵害时,可以提示全株植物开启“免疫系统”。) 注意被侵害的树叶是通过释放可挥发物质来警示同一棵树上的其它树叶的。它并不是通过释放什么可溶解物质然后通过维管束传递到其它树叶的。 被害虫咬的树叶会释放茉莉酮酸甲酯,而被病毒侵害的树叶会释放水杨酸甲酯。
植物可以感知冷热、风、周围是否有可供攀援的植物,猪笼草、捕蝇草(Venus flytrap)等可以感知猎物。 捕蝇草,两片对生的叶片之间有触须,在一定时间间隔内,连续两根触须被触动,就会发出一个动作电位,两片叶片就会闭合。 含羞草,触碰会引发相应的感受器发出动作电位,而叶片根部的细胞接收到之后,会打开钾离子通道,使得钾离子跟随细胞液流出细胞,细胞壁缺乏内部压力的支撑就会疲软,导致整个叶片垂落。 苍耳,触碰会导致叶片凋零,因为触觉可以促使细胞中某些基因被转录出来(这部分基因在这类细胞中原本是不会出转录的)。
在一个实验中,一个小风扇将被播放音乐的扩音器产生的热量所加热的热空气吹走,结果种子的发芽率就没有观察到显著的提升。 尚没有证据显示植物对于声波有响应。
向地性(gravitropism):植物的根总是朝着等效重力的方向生长,而芽则背离这个方向生长。 对于芽来说,感知重力方向与其内皮组织(endodermis)有关。对于根部来说,感知重力方向的部分是根尖(根尖组织没有内皮)。scarecrow基因的突变可以导致内皮组织的缺损,因此有些植物的根部知道往下长,但芽部却不知道。 可感应重力的细胞中有所谓平衡石(statolith),其机制与耳石类似:它们较重,会沉到下部压迫细胞壁,从而指示出重力的方向。 植物的芽尖在生长时都表现出螺旋式生长的特点,与芽尖生长的负向地性无关,是一种内禀的属性。但是重力的存在会使这种螺旋生长的效应变得显著。在空间站进行的若干实验支持这样的观点。
人的记忆有三个层面,由低至高分别为程序记忆、语义记忆、情节记忆。现在只表明植物具有一定的程序记忆。 捕蝇草的短时记忆:触动一根触须造成的动作电位不足以开放钾离子通道。如果在约20秒内有第二个动作电位到达,钾离子通道就会打开,继而引发捕蝇草关闭。如果时间相隔太长,离子浓度下降太多,则第二个动作电位也无法使钾离子通道打开。 冬小麦种子的春化(vernalization),可以通过低温冷藏来代替实际过冬。 环境变化导致的基因变化会在下一代身上得到体现,二者不能简单地用基因突变来解释。
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