这种植物竟然自带微型水泵？——《植物知道生命的答案》之含羞草的运动

人类产生触觉包含了电化学原理：细胞内外的电解质浓度不同，细胞外钠更多而细胞内钾更多。比如，拇指接触了键盘，接触点附近的细胞膜上专门通道打开让钠进入细胞，改变了电量从而打开了更多通道，形成钠的洪流，导致沿神经元扩散的去极化反应。在神经元末端和邻接的另一神经元相接之处，这一活动电位导致了钙的浓度迅速变化，而钙浓度的突变是活动神经元释放神经递质所必需的。神经递质被下一个神经元接收，与新神经元的接触又引发了活动电位在新细胞中的传递。

可是为什么人碰到含羞草的叶子，它就会内折下垂呢？是什么改变了电信号？电信号是从拇指触碰到含羞草叶子的瞬间开始产生的吗？还是叶子没有电信号，而是直接传输到叶枕？为什么钾通道打开钾离子浓度降低，细胞内的水分也会离开？钾离子和水分离开去了哪里？

搜狐上一位博主“呜莎花园”写道，切一片肉和一片萝卜，前者软塌塌的而后者是坚挺的，为什么呢？因为相对于动物细胞，植物细胞外围有一层主要成分是纤维素的细胞壁，像是建筑中的钢筋能够承受很大的拉力。植物细胞内的原生质就好比混凝土充满细胞壁构成的盒子，提供很大的抗压能力。当植物缺水萎蔫的时候，会因为细胞内的水分缺失而失去抗压能力，植物就会倒伏下来了。但是，如果你用手拉一拉植物的茎部，你会发现它们虽然萎蔫，但仍然很结实，这是因为那些细胞壁依然在起到钢筋的作用。所以植物只会萎蔫倒伏，并不会断掉。当那些萎蔫的细胞中重新充满水之后，植物就又会重新站立起来了。

含羞草的“害羞”内折下垂也包含了类似上述电化学的原理，但不同于人类触觉是由于细胞内钠离子和钙离子浓度不同而产生活动电位，含羞草是由于叶枕细胞内钾离子浓度不同而引起活动电位，具体是如何影响的呢？原来啊，含羞草叶脉根部有一群能让叶子运动起来的特殊的叶枕细胞，它们就像含羞草的肌肉。正常情况下，叶枕细胞内部钾离子浓度远高于细胞外的浓度，细胞外的水由于渗透作用时刻准备进入细胞内稀释钾离子浓度，所以细胞壁承受巨大压力不得不硬挺支棱起来；但当我们触碰含羞草时，电信号会通知叶枕细胞把钾通道打开，这时候细胞内的钾离子离开，细胞内水分也随之离开流向钾离子浓度更高的地方，叶枕细胞就松垮下来。当生物电信号消失后，叶枕细胞就又开始了收集钾离子的工作。一种叫做ATP的物质会在分解时释放能量，并且把细胞膜外的钾离子运输到细胞膜内部去。当细胞内部的钾离子浓度重新升高后，水就会自然而然的流回到细胞内部，把细胞壁重新支撑起来。这时候，含羞草的叶片就又重新伸展开了。叶枕细胞就像微型水泵一样调节叶子细胞内外的水压。而生物电信号的本质其实是钾离子在跨细胞的移动造成的，这些飞快移动的钾离子就是我们检测到的生物电。

我发现我在理解这些原理时一定要每一步都力求弄通，不然就会一知半解难以形成长久记忆。呜莎花园这位博主把细胞壁比作钢筋、原生质比作混凝土、叶枕细胞比作肌肉的解读让我一下子在脑海中就有了生动的形象，比光看书理解得更深一层了。这也说明我自己是形象思维的人，也说明看书不能只看书，还要多看看“参考资料”。哈哈哈，仿佛回到中学时代，光有书本还不够，还得做课外习题和试卷册。