当前位置:
寰宇科学 >
自然科学 > 植物也有“肌肉”?科学家证实树木具备“本体感觉”,能自动校正生长姿势
我们通常认为树木只能被动承受风吹雨打,但最新科学研究揭示了它们惊人的隐藏能力:一套类似动物肌 肉的“感觉运动回路”(sensorimotorloop)。根据外媒报道,这项发表于《NewPhytologist》的研究指出,树木不仅能感知自 身的弯曲状态,还能通过生长特殊的“张力木”(tensionwood)来自我拉直,彻底颠覆了我们对植物姿态控制的传统认知。
科学界早有怀疑植物具备“本体感觉”(感知自身空间位置的能力),但其生长受重力与光源影响极大,难以单独验证。为此,法国国家农业食品与环境研究院(INRAE)团队设计了一套精巧实验:他们先将年轻的白杨树水平放置使其自然向上弯 曲,接著将树木移入一个全方位均匀打光、且底部持续旋转(抵消重力方向)的球形舱中。在失去“上下”线索与单一趋光性的情况下,树木只能单凭对自身形状的感知来做出反应。
科学家为研究树木的“本体感觉”而设计的实验装置。(Source:INRAE)
张力木的“拮抗肌”效应令人惊讶的是,这些失去环境引导的弯曲树干,竟在接下来几周内自动变直了!显微镜观察发现,原本为抵抗重力而在树干上方生长的张力木停止发育;取而代之的是,树干另一侧(凸面)长出了全新的张力木。这就像动物的“拮抗肌”(antagonisticmuscles)一样,通过产生反向拉力,逐渐将树干拉回笔直状态。这意 味著树木无时无刻都在整合“重力方向”与“自身弯曲度”的资讯,动态调整木质生成位置以精准调控姿势。
中间A区为茎干横切面显示张力木形成的位置(蓝色处);上下B区为张力木纤维及其G层(胶质层)的局部特写。(Source:论文)
研究总监BrunoMoulia表示,这证实了树木木质部中确实存在著真实的感觉运动回路。这项基于本体感觉的校 正系统,是树木在遭遇暴风雨等极端气候后能迅速恢复稳定的关键。未来,农林产业可望将此机制应用于育种筛选,例如培育姿态维持能力更强的小麦以减少“倒伏”农损,或是协助林业种植出内部张力更均匀的高品质木材。