红花酢浆草“记忆行为”的发现与探索

作者: 史光远上海市吴淞中学;陈洁上海市吴淞中学;李骁上海市吴淞中学

学校校园内种有大量的红花酢浆草,每到晚上,红花酢浆草的掌状复叶会合拢,而天亮了叶片又重新张开,是什么因素、什么机制导致了叶片的按时开闭呢?针对这些问题,我们决定展开研究。在实验室研究时,我们发现一个奇怪的现象:放在学校实验室的小隔间(很暗)内的一盆红花酢浆草,在几乎没有阳光照射的上午,叶片依然是张开的。植物叶片在晚上闭合应该是受光照影响的缘故,而实验室的暗室就像黑夜,为什么叶片也会张开?讨论过后,我们提出了一个大胆的假设:红花酢浆草是否具有记忆行为,它记住了这个时候应该是白天,所以张开了叶片?为了解开这个谜团,我们对红花酢浆草的叶片运动行为进行了一系列的实验观察。

一、探索红花酢浆草叶片节律运动的结构基础。

大量培养红花酢浆草,取红花酢浆草的小叶片与叶柄连接部位,进行徒手切片,观察其细胞分布特征,取出在闭合和张开状态下的叶片,在显微镜下观察两种状态下叶片背面、腹面的气孔开闭情况及其气孔运动与叶片开闭的关系。采用石蜡切片技术,研究合欢叶枕结构和红花酢浆草的类叶枕结构的差异,从组织水平分析该植物叶片节律运动的机制。

二、探索影响红花酢浆草叶片节律运动的因素。

给予红花酢浆草不同强度和波长的照射光,观察其叶片开闭的情况;剪掉叶片的一部分,观察叶片开闭的情况;通过光纤照射红花酢浆草叶片的某一点,进一步探讨红花酢浆草叶片运动相关的感光点。

三、探索红花酢浆草叶片的运动是否有类记忆行为。

1)分别取3组正常环境生长的红花酢浆草,在17:00后叶片开始闭合;将其中2组在每天的13:00～15:00开始遮光,第10天恢复正常光照时间,观察叶片在正常光照时间条件下的开闭情况。

2)分别取3组正常环境生长的红花酢浆草,在17:00后叶片开始闭合;将其中两组在6:00～18:00时间段内,以光/暗每隔三四小时的光照条件给光,共处理9天,第10天开始观察叶片在正常光照时间条件下的开闭情况。

专家点评

本项目以红花酢浆草为材料,探讨了其叶片运动的组织学基础,并系统研究了影响其叶片节律特征的外界因子。实验设计巧妙,思路清晰,方法先进,结论可靠。

(辅导教师:张治 刘丽 李相尧)