含羞草的“害羞”时刻——环境对含羞草的影响研究

◎成都市锦江区师一学校 张宇涵

在广西游玩时，我发现了一种“会动”的植物——含羞草。当受到外界刺激时，它们会害羞地合上叶片。

哪些因素或者环境会让含羞草闭合叶片呢？回到家里后，我开启了对这种植物的“探索之旅”。

科普小名片

含羞草是豆科含羞草属植物，喜温暖湿润环境，对土壤要求不严，能耐半阴。小叶细小，羽状排列，头状花序，花呈淡红色。

含羞草为直根性植物，须根很少。全株可入药，有安神镇静、止血收敛和散瘀止痛等功效。

图1 含羞草

实验一 外界温度影响实验

我用电烤炉提供60 ℃～90 ℃的环境，将购买的两盆含羞草放在电烤炉前进行实验，观察在不同的温度环境下不同的时间段含羞草的变化。

我将电烤炉的温度设置为90 ℃，将第一盆含羞草放在电烤炉前。我将另一个电烤炉的温度设置为70 ℃，将第二盆含羞草放在它前面。

过了30秒，我发现，第一盆含羞草靠近电烤炉的部分缓慢闭合；第二盆含羞草没有变化。过了60秒，第一盆含羞草大部分叶片闭合，整盆含羞草无精打采的；第二盆含羞草还是没有变化。过了90秒，第一盆含羞草的叶片完全闭合，靠近电烤炉的部分缓慢下垂；第二盆含羞草靠近电烤炉的部分缓慢闭合。过了120秒，第一盆含羞草的叶片全部下垂；第二盆含羞草靠近电烤炉的部分缓慢下垂。过了150秒，第二盆含羞草的叶片全部下垂。

实验表明：含羞草的叶片闭合受温度影响，温度越高，闭合需要的时间越短。

图2 在90 ℃的温度下120秒后的含羞草

图3 在70 ℃的温度下150秒后的含羞草

实验二 外界声音影响实验

白天，我在地下停车场用汽车鸣笛的声音（约91分贝）模拟高分贝声音，将两盆含羞草分别放在距离汽车喇叭约1米和约5米的地方。

我通过观察发现：汽车一鸣笛，距离汽车喇叭约1米的那盆含羞草立马闭合叶片，距离汽车喇叭约5米的那盆含羞草则没有变化；汽车鸣笛10秒后，两盆含羞草维持汽车刚开始鸣笛时的状态；汽车鸣笛20秒后，距离汽车喇叭约1米的那盆含羞草叶片缓慢张开，而距离汽车喇叭约5米的那盆含羞草还是没有变化。

实验表明：含羞草在很吵的环境下（80～100分贝）会瞬间闭合叶片，但是在适应一段时间后便不再变化，甚至缓慢张开叶片。

图4 91分贝下，汽车鸣笛20秒后距离汽车喇叭约1米的含羞草

实验三 震动刺激实验

为了测试震动对含羞草闭合叶片的影响，我用手指触碰含羞草的叶片，发现它会迅速闭合叶片，一会儿后才缓慢张开。含羞草对这种刺激非常敏感，我再次触碰叶片，叶片还是会快速闭合。

图5 用手指触碰含羞草，含羞草叶片的变化过程

叶片闭合机制

叶片闭合机制

含羞草的叶柄基部和复叶的小叶柄基部都有一个膨大的部分，叫作叶枕。叶枕的中心有一个大的维管束，维管束的周围充满了具有许多细胞间隙的薄壁组织。

当叶片被触碰，震动传到小叶柄基部的叶枕时，叶枕上半部薄壁细胞里的细胞液排到细胞间隙中，使叶枕上半部细胞的膨压降低，而下半部薄壁细胞仍保持原来的膨压，使叶片闭合。

过了一段时间，当叶枕细胞中充满了细胞液，膨压增加，叶片又展开来。

实验四 时间影响实验

含羞草的叶片闭合会不会受时间段的影响呢？我将两盆含羞草放在家中的同一地点，在不同的时间段观察它们的变化，并记录情况。

图6 早上6至7时的含羞草

图7 晚上9至10时的含羞草

我发现，早上含羞草会自动张开叶片，而在晚上含羞草会自动闭合叶片，和人类的作息差不多，很有规律。

结论分析

含羞草的叶片闭合受温度、声音、震动和时间段的影响。

在高温、吵闹的环境下，含羞草会快速闭合叶片。温度越高，闭合叶片需要的时间越短。含羞草对震动最为敏感，一受到刺激，叶片立马闭合。如果震动大，可使刺激传至全叶，总叶柄也会下垂，甚至传递到相邻叶片，使其叶柄下垂。

含羞草对低分贝声音不敏感。在高分贝声音的环境下适应一段时间后，叶片不会变化，甚至缓慢张开。

早上和晚上的含羞草也不同，早上含羞草叶片张开，晚上则闭合叶片。

含羞草闭合叶片这一“害羞”行为，是其适应环境的一种反应。含羞草是草本植物，原产于南美洲，“身材”不高大，茎干纤细，叶片细小。南美洲气候多变，时而狂风大作、暴雨倾盆，时而气温超高，含羞草在这样的环境中生长，自然练就了一身“兵来将挡，水来土掩”的好功夫。

专家点评

张宇涵同学运用控制变量的方法，定量研究含羞草，原理和方法科学，实验数据翔实，得出了“含羞草的叶片闭合受温度、声音、震动和时间段的影响”结论，难能可贵。将“电烤炉”作为热源，“汽车鸣笛”作为声源，“手指触碰”作为震源，观察含羞草对温度、噪声及触碰等刺激的反应程度，体现了作者的创新性。

豆科含羞草属植物约有500种，20余种最为常见。目前已从含羞草属植物中分离鉴定出活性代谢成分生物碱类、黄酮类化合物约180种。化合物2-甲基四氢-β-卡宾参与了含羞草属植物叶片“害羞”的行为，与含羞草叶片的缓慢闭合有关。科学家还发现含羞草有学习和记忆能力。

含羞草属植物有毒，有毒成分是含羞草碱。因此，大家不要经常触摸含羞草，避免误食，在研究过程中要做好必要的防护措施。