云南大学新发现:远古植物也会“睡觉”
云南大学新发现:远古植物也会“睡觉”
2023年2月16日,云南大学古生物研究院冯卓团队在国际知名期刊《当代生物学》上发表了一项令人惊叹的研究成果:他们从距今2.5亿年的化石中,发现了植物也会“睡觉”的证据。这一发现不仅揭示了植物睡眠行为的古老起源,还为我们理解植物如何适应环境提供了新的视角。
2.5亿年前的“睡眠”痕迹
在云南省曲靖市,研究人员发现了一种名为大羽羊齿类的植物化石。这种植物早在2.5亿年前的二叠纪末期就已灭绝,但其化石却保存得异常完好。研究团队注意到,在这些化石叶片的中脉两侧,有一种特殊的昆虫咬蚀结构。这些咬痕呈现出明显的对称性,而且越靠近叶片基部或中脉,两侧的差异就越明显。
为了弄清这些咬痕的成因,研究团队将化石与现生植物进行了对比。他们发现,这些古老的“虫眼”竟然与现代感夜性植物在叶片合拢时被昆虫取食留下的痕迹惊人地相似。这一发现意味着,早在2.5亿年前,这些远古植物就已经具备了类似现代植物的睡眠习性。
植物睡眠的演化之谜
这一发现的重要性在于,它首次将植物感夜性的起源时间追溯到了2.5亿年前。在此之前,最早的被子植物化石出现在1.2亿年前的白垩纪早期,而大羽羊齿类植物则在2.5亿年前就已灭绝。这意味着两者之间存在近1.3亿年的时间鸿沟,暗示着植物的睡眠运动可能在不同植物支系中经历了多次独立演化,是一种趋同演化的结果。
植物为什么要“睡觉”?
植物的睡眠运动,学名为“感夜性”,最早由达尔文在1880年的著作《植物的运动本领》中描述。这种现象在自然界中相当普遍,从蕨类植物到被子植物,许多种类都会在夜晚将叶片合拢或下垂。那么,植物为什么要“睡觉”呢?
科学家们提出了多种解释。一种观点认为,叶片的闭合可以减少夜间水分的蒸发,帮助植物保持水分。另一种观点则指出,这种运动有助于调节叶片的温度,避免夜间低温的伤害。此外,还有研究发现,植物的睡眠运动可能与光周期的适应有关,通过减少月光的干扰,帮助植物维持正常的生理节律。
植物睡眠与生态平衡
更有趣的是,植物的睡眠运动还与昆虫的行为密切相关。当植物叶片在夜晚闭合时,昆虫往往会留下对称的咬痕,这表明它们能够利用植物的这种习性来获取营养。这种相互作用展示了植物与昆虫之间复杂的共生关系:一方面,植物通过闭合叶片来保护自己;另一方面,昆虫则演化出适应这种变化的取食策略。
这一发现不仅揭示了植物睡眠行为的古老起源,还为我们理解植物如何适应环境提供了新的视角。正如冯卓团队所指出的,植物的睡眠运动可能在不同植物支系中经历了多次独立演化,这是一种趋同演化的结果。这一发现不仅丰富了我们对植物生理学的认识,还为我们理解地球生态系统的历史演变提供了新的线索。