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也谈植物手性

已有 6534 次阅读 2010-4-16 12:59 |个人分类:奇妙的自然界|系统分类:科研笔记| 植物手性, 叶序

    意外的看到黎日工多年前在新语丝上的一个科学随笔《也谈植物的叶序》,他说:“我的桌前就有棵橡皮树,一主茎干,不断向上抽出碧绿的叶片。我看了一下,橡皮树基本上是沿着一条左旋的螺线绕着圈子向上长出一片片新叶。”而且在文章一再提到橡皮树是左旋叶序。事实上他无疑犯了一个定义上的错误,一般来说,植物手性也可以采用如下定义:在生长或者运动的一端,从垂直轴向观看,若螺旋是顺时针的,则为左手性;相反则为右手性。这几乎是手性的经典定义了。我们关键词“橡皮树”google figure 一下就能看到一株株逆时针即右手性叶序的橡皮树,显然与黎的说法相反。那篇博客文章现在已经删除了,估计是看到了这个错误的表述。当然,黎日工的观察应该是细致的,他真正看到了橡皮树的叶序螺旋的旋向,只是落笔错误。以下是我google的一张图片,逆时针(右手螺旋)的橡皮树

这个也让我回到了几年前感兴趣的那个话题上,植物运动的手性。分别就两大类手性描述一下:即植物的叶序和缠绕藤本的有序缠绕。科学界较为同一的观点是:起源于南半球植物的茎就向右旋转,起源于北半球植物的茎则向左旋转。与之相对应的右旋叶序起源于叶发生时期生长在北回归线以南地方的植物;左旋叶序起源于南回归线以北地方的植物。

把以上两种手性的描述统一起来,我们叶序可以推测它们经历了一个共同的诱发机制。如果再往深里想,我们不难想到一下两种可能:1,科里奥利力即地球自转偏向力。2,类似于向日葵的摆头运动(逐日运动)。前者打个比方说:背对物体的运动方向(让运动轨迹从背后往前穿过身体)在北半球运动的物体收到了向右的科里奥利力,而南半球的运动物体受到了向左的力。具体到缠绕植物上,我们可以想象,当它匍匐前进时,有个力把它往右边扭曲,显然它就会成左手式(顺时针)缠绕向上。

   我个人认为,把植物的手性归结为科里奥利力的影响很大程度上侮辱了植物的智商。我很难想象,那株始作俑者的植物屈服于这种微弱的自然力,还放肆的把这种形状遗传下来。至今,植物的发育上的效率(经济性)是让人惊讶的。植物的运动叶序遵循两个最基本的原则:一是最大限度的获得能量,而是最大限度的繁殖后代(如柱头的运动)。除此,没有那种力量可以让它们在遗传上作出选择,果真那样,那埋在地里的种子就不应该发芽,留在海里的生物就不应该上陆,因为都有阻力。植物该遭到所有其它物种的鄙视了。相比之下,对于植物手性的产生,我更倾向于认同逐日运动的说法。这一点上,我们可以参考黎日工在其文章的描述。

 



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