我們生存的世界因爲花草樹木等各類植物的存在而變得五彩缤紛。與人一樣，花草樹木也是有生命的。而生命在于運動。
你能想到平時看到安靜生長的植物也有它們自己的運動方式麽？最近，發表在《國家科學評論》（National Science Review）雜志上的研究表明植物也能自己運動，而它們的運動與它們自身内部的細胞組成有關。
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收縮細胞：植物運動行爲的新發現
細胞是生物體基本的結構和功能單位，是維持生命活動的最根本部分。植物細胞一般由細胞壁、細胞膜、細胞器、細胞核等組成。近期，中國科學院植物研究所王印政研究組發現了一種全新的細胞類型，即充滿水敏性粗面内質網的收縮細胞，它與常規的細胞不同，直接決定了植物能自己運動這一行爲。
斑葉唇柱苣苔（Chirita pumila）也稱 " 斑葉草 "，是一種隸屬于苦苣苔科的植物，其葉子上有斑紋形狀，外觀較奇特，它們的生長周期較短，植株矮小，能夠自花授粉。斑葉唇柱苣苔通常被植物學家們用來廣泛研究。
斑葉唇柱苣苔，圖片來源：Flickr，拍攝：Nicholas Turland
植物一般不能發生自主運動，但是植物學家在研究斑葉唇柱苣苔的過程中，卻發現斑葉唇柱苣苔的柱頭在接觸水後具有自發運動的特性。
爲了探索原因，科學家将斑葉唇柱苣苔的柱頭進行了解剖分析。在顯微鏡下發現，斑葉唇柱苣苔的柱頭由乳頭細胞、維管束、薄壁細胞和背面表皮組成。而它們的維管束上竟有高達 10 層的細胞，占了層闆厚度的一半。
在柱頭接觸水呈現開放和閉合狀态時，這些細胞的形态存在着明顯差異。由此可見，這些細胞的本質是區别于薄壁細胞的，植物學家将其定義爲收縮細胞。
斑葉唇柱苣苔柱頭的開閉狀态圖
借助冷凍電鏡對收縮細胞進行表征，顯示這些細胞内部呈現網狀結構，與常規的細胞不同，細胞核在細胞的邊緣而非中心。
（A）柱頭解剖圖，（B）柱頭正面，柱頭的上部閉合，下部展開，向外側開成 60 º 角，（C）正面閉合柱頭，（D）柱頭背面，（E）柱頭側面，（F）開和（G）閉柱頭的縱向解剖切片， ( H）開和（I）閉的部分切片放大圖。圖片來源：參考文獻 [ 1 ]
當柱頭吸水時，收縮細胞的體積會加大，形态上與初始狀态相比會拉長超過 8 倍，說明收縮細胞内部有對水敏感的物質，接觸水後這種膨脹的行爲使細胞體積擴大，這與柱頭的伸長和收縮運動是緊密相關的。
同時，借助于電鏡和熒光實驗對細胞進一步分析，顯示細胞的網狀結構的本質是粗面的内質網，網狀結構上嵌有核糖體。此外，實驗觀察到斑葉唇柱苣苔的柱頭在開合運動時，收縮細胞也會随着運動，由此可見，兩者是緊密相關的。
收縮細胞結構，（A~H）冷凍與透射電鏡下的（A~D）收縮細胞和（E~H）薄壁細胞，熒光實驗表征（I、J）薄壁細胞和（K、L）收縮細胞，（M）細胞的熒光信号，（N~Q）柱頭開合運動。圖片來源：參考文獻 [ 1 ]
會動的植物其實有很多！
會動的植物遠不止上面所提到的斑葉唇柱苣苔，實際上，很多我們生活中常見且無比熟悉的植物也是 " 運動員 "。
1
向日葵
" 向陽而生 "，是我們對向日葵的常規認識。由于太陽光照射會直接影響向日葵内部的生長素分布情況，進而影響細胞生長情況。因此，爲了更好地接受到太陽輻照的光線，向日葵會随着太陽運動。
向日葵。圖庫版權圖片，轉載使用可能引發版權糾紛
2
含羞草
當我們觸碰到含羞草的葉子時，由于受到外界的刺激，它們的葉柄會下垂，進而合并上葉子。過了一段時間後，它們的葉子又會自己打開，恢複原狀。
之所以存在這樣的運動，是和它們葉子上下部分的細胞結構有關，上部的細胞壁更厚且細胞更密，下部的更薄且細胞分布更疏。因此在外界刺激之下，下部的細胞透性快速加大，葉子便會下垂閉合了。
含羞草。圖庫版權圖片，轉載使用可能引發版權糾紛
3
合歡花
除了向日葵和含羞草之外，六七月份公園随處可見盛開的合歡花也會運動。在白天時，合歡花會在草叢中肆意綻放，但一到夜間便會悄悄地閉攏，這與它們的感夜性有關。當它們感受到外界光線的變化時，便會随之發生運動。
合歡花。圖片來源：wikipedia
結語
世界之大，不同的生命都有獨特之處，會動的植物是不是讓你的眼前一亮？
找一個甯靜的午後，伴着和煦的陽光和輕柔的微風，觀察這些綠意的悄然變化。或許在觀察中，你就能漸漸走入生物變化的奇妙大門。
參考資料
[ 1 ] Yin-Zheng Wang and others, A new type of cell related to organ movement for selfing in plants, National Science Review, Volume 10, Issue 9, September 2023, nwad208.
[ 2 ] 劉柏玲 . 斑葉草 ( Chirita pumila ) 遺傳轉化體系的建立 [ D ] . 中國科學院大學 ,2013.
[ 3 ] 孫智敏 . 植物運動探因 [ J ] . 化石 , 1997 ( 1 ) :2.DOI:CNKI:SUN:HSZZ.0.1997-01-016.
策劃制作
出品丨科普中國
作者丨石霧遙 生物學博士
監制丨中國科普博覽
責編丨林林、金禹奮（實習生）
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