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    2019-11-08 19:53 (1楼)
    2019-11-08 19:53
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    先看动图吧:



    树伸懒腰 ↑

    这是一棵白桦树(Betula pendula),入夜以后渐渐“睡着”,可以看到树枝和树叶都耷拉下来;临近黎明时分又慢慢苏醒,树枝和叶片逐渐开展,树冠位置稍稍上移,好像一个人伸了一个长长的懒腰[1]。是不是很可爱?这幅“生动”的画面来自一个奥地利、芬兰和匈牙利的跨国合作团队,他们用精确度达厘米级的激光扫描仪( Short Interval Terrestrial Laser Scanning)拍摄记录并做成此图。

    在此之前,树会不会像人类一样“睡觉”并没有多少宏观的证据,因为树枝和叶片一直处于动态变化之中,很难捕捉准确的位置变动。如果用普通相机,快门的闪光又会带来光干扰。因此,研究团队决定使用红外光激光扫描仪,该技术的好处是叶片可发射红外线,后者只在上面停留几秒钟,整棵树只需几分钟便可被扫描一遍,较好排除了光照对叶片运动的影响[1]。

    实验中,他们一共测量了多个品种的树,其中包括2棵白桦树,它们一棵生在芬兰,另一棵长在奥地利,均在无风和相对固定的湿度下进行测量。数据显示,这两棵平均高度为5米的白桦树,每天睡着和醒来的高度浮动范围为10公分。入夜以后,白桦树的叶片逐渐下垂,直到日出前数小时达到最低点,在日出后数小时又恢复到“正常”高度[1]。



    用尼康D7000拍摄的白桦树 ↑

    早睡早起,植物的头等大事

    还是查尔斯达尔文,最先注意到了叶片与茎干的夜间节律性运动,他明确提出这就是植物的“睡眠运动(sleep)”[2]。在他之前,法国物理学家Jean-Jacques d’Ortous de Mairan于1720年,也观察到了含羞草的叶片在黑暗条件下仍能节律性的闭合。但达尔文比他多研究了68种植物,发现叶片的昼夜节律运动是普遍的。他推测,植物叶片到了晚上合拢睡觉应该是为了抵御夜间的寒冷气温[2]。

    达尔文大宗师的猜测没有错,包括花花草草与树木在内,人类、动物、昆虫的昼夜节律活动都是为了适应环境。这类节律运动以适应外界环境为第一要务。

    以昆虫果蝇为例,它们体内有午睡抑制基因daywake,可抑制果蝇在高温下的活动从而避免中暑,促使其在凉爽气温下高效觅食或择偶[3]。

    再以人类为例,早在2006年,劳伦斯伯克利国家实验室就提出最佳办公室气温为22,较之更高或更低的温度都与劳动者工作效率下降有关。当室温保持在30时,人们的工作效率下降大约9%。2018年,哈佛大学公共卫生学院的一项研究重复验证了该结论:无空调、室内平均温度为26.3下的年轻人,反应速度比那些在有空调、室内平均温度为21.4℃下的人低了13%,工作效率则低10%[4]。在夏天,开不开空调很重要。



    高温补贴和开空调是科学的“职场人道主义”。↑

    除了抵御寒冷,植物“按时起床”还能充分进行光合作用,吸引更多的授粉昆虫。

    走到向日葵生长的土地上,我们把欣赏的目光转向向日葵,它们则把繁育后代的花盘转向太阳。美国加州大学戴维斯分校的研究人员发现,向东转动的向日葵花盘比向西而立的向日葵的花盘,表面升温更快,前来授粉的蜜蜂数量也相对多出5倍[5]。所以,一般向日葵在日出前就把花盘转动到朝东的位置,坐等早起的蜜蜂来“采”。



    向日葵,因预判太阳升起的方向和时间而获益。↑

    睡不好,植物也“难过”

    经常搭乘飞机、倒时差的人大概了解,该睡的时候睡不着多痛苦!

    睡不好与各种代谢类疾病、心血管疾病风险上升相关。即使睡着了,外界光污染或噪音污染也会使身体处于应激状态,同样增加慢性疾病风险[6]。世界上只有极少数的物种比如一些蜘蛛能适应“颠三倒四”的睡眠。美国田纳西州立大学的研究人员发现,至少有3种蜘蛛(Allocyclosa bifurca, Cyclosa turbinata,Gasteracantha cancriformis )的生物钟尤其快,只有17.4、18.5和19个小时,相当于每天坐飞机飞越5个时区[7]。

    当树木患有疾病或进入衰老期后,“睡眠”也会像人类一样“辗转反侧”。比如“睡眠周期”相对延长,比年轻的树木更不容易“自然睡醒”[8]。如果年轻树木的树冠在12个小时内完成一次垂下-伸长周期,老树需要的时间更久。但有意思的是,就像前文中的蜘蛛一样,木兰属植物睡眠周期很短,正常情况下也能一夜之间完成三次树冠上下移动的循环[8]。

    最后,树还会像动物一样冬眠。德国慕尼黑理工大学的研究人员通过研究36种欧洲常见树木与灌木后发现,山毛榉、橡树等树木需要靠冬眠来躲避严寒,等到气温回升再发芽开始新生[8]。但随着气候变化,暖冬天气越来越多,山毛榉和橡树的“生物钟”接收到了错误的信息,从而有提早发芽,以至于被冻死在早春的低温中。

    万物皆有时序,苹果树不在秋天开花。过了午夜,万籁俱寂,白桦树都睡着了,你也别再熬夜了。



    白桦树灯 ↑
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