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樹都睡了 你還有什麼理由熬夜?!

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先看動圖吧:

樹伸懶腰

這是一棵白樺樹(Betula pendula),入夜以後漸漸「睡著」,可以看到樹枝和樹葉都耷拉下來;臨近黎明時分又慢慢蘇醒,樹枝和葉片逐漸開展,樹冠位置稍稍上移,好像一個人伸了一個長長的懶腰[1]。是不是很可愛?這幅「生動」的畫面來自一個奧地利、芬蘭和匈牙利的跨國合作團隊,他們用精確度達厘米級的激光掃描儀( Short Interval Terrestrial Laser Scanning)拍攝記錄並做成此圖。

在此之前,樹會不會像人類一樣「睡覺」並沒有多少宏觀的證據,因為樹枝和葉片一直處於動態變化之中,很難捕捉準確的位置變動。如果用普通相機,快門的閃光又會帶來光干擾。因此,研究團隊決定使用紅外光激光掃描儀,該技術的好處是葉片可發射紅外線,後者只在上面停留幾秒鐘,整棵樹只需幾分鐘便可被掃描一遍,較好排除了光照對葉片運動的影響。

實驗中,他們一共測量了多個品種的樹,其中包括2棵白樺樹,它們一棵生在芬蘭,另一棵長在奧地利,均在無風和相對固定的濕度下進行測量。數據顯示,這兩棵平均高度為5米的白樺樹,每天睡著和醒來的高度浮動範圍為10公分。入夜以後,白樺樹的葉片逐漸下垂,直到日出前數小時達到最低點,在日出後數小時又恢復到「正常」高度

用尼康D7000拍攝的白樺樹

早睡早起,植物的頭等大事

還是查爾斯·達爾文,最先注意到了葉片與莖幹的夜間節律性運動,他明確提出這就是植物的「睡眠運動(sleep)」。在他之前,法國物理學家Jean-Jacques d』Ortous de Mairan於1720年,也觀察到了含羞草的葉片在黑暗條件下仍能節律性的閉合。但達爾文比他多研究了68種植物,發現葉片的晝夜節律運動是普遍的。他推測,植物葉片到了晚上合攏睡覺應該是為了抵禦夜間的寒冷氣溫。

達爾文大宗師的猜測沒有錯,包括花花草草與樹木在內,人類、動物、昆蟲的晝夜節律活動都是為了適應環境。這類節律運動以適應外界環境為第一要務。

以昆蟲果蠅為例,它們體內有午睡抑制基因daywake,可抑制果蠅在高溫下的活動從而避免中暑,促使其在涼爽氣溫下高效覓食或擇偶。

再以人類為例,早在2006年,勞倫斯伯克利國家實驗室就提出最佳辦公室氣溫為22°,較之更高或更低的溫度都與勞動者工作效率下降有關。當室溫保持在30°時,人們的工作效率下降大約9%。2018年,哈佛大學公共衛生學院的一項研究重複驗證了該結論:無空調、室內平均溫度為26.3°下的年輕人,反應速度比那些在有空調、室內平均溫度為21.4℃下的人低了13%,工作效率則低10%。在夏天,開不開空調很重要。

高溫補貼和開空調是科學的「職場人道主義」。

除了抵禦寒冷,植物「按時起床」還能充分進行光合作用,吸引更多的授粉昆蟲。

走到向日葵生長的土地上,我們把欣賞的目光轉向向日葵,它們則把繁育後代的花盤轉向太陽。美國加州大學戴維斯分校的研究人員發現,向東轉動的向日葵花盤比向西而立的向日葵的花盤,表面升溫更快,前來授粉的蜜蜂數量也相對多出5倍。所以,一般向日葵在日出前就把花盤轉動到朝東的位置,坐等早起的蜜蜂來「采」。

向日葵,因預判太陽升起的方向和時間而獲益。

睡不好,植物也「難過」

經常搭乘飛機、倒時差的人大概了解,該睡的時候睡不著多痛苦!

睡不好與各種代謝類疾病、心血管疾病風險上升相關。即使睡著了,外界光污染或噪音污染也會使身體處於應激狀態,同樣增加慢性疾病風險。世界上只有極少數的物種比如一些蜘蛛能適應「顛三倒四」的睡眠。美國田納西州立大學的研究人員發現,至少有3種蜘蛛(Allocyclosa bifurca, Cyclosa turbinata,Gasteracantha cancriformis)的生物鐘尤其快,只有17.4、18.5和19個小時,相當於每天坐飛機飛越5個時區。

當樹木患有疾病或進入衰老期後,「睡眠」也會像人類一樣「輾轉反側」。比如「睡眠周期」相對延長,比年輕的樹木更不容易「自然睡醒」。如果年輕樹木的樹冠在12個小時內完成一次垂下-伸長周期,老樹需要的時間更久。但有意思的是,就像前文中的蜘蛛一樣,木蘭屬植物睡眠周期很短,正常情況下也能一夜之間完成三次樹冠上下移動的循環。

最後,樹還會像動物一樣冬眠。德國慕尼黑理工大學的研究人員通過研究36種歐洲常見樹木與灌木後發現,山毛櫸、橡樹等樹木需要靠冬眠來躲避嚴寒,等到氣溫回升再發芽開始新生[8]。但隨著氣候變化,暖冬天氣越來越多,山毛櫸和橡樹的「生物鐘」接收到了錯誤的信息,從而有提早發芽,以至於被凍死在早春的低溫中。

萬物皆有時序,蘋果樹不在秋天開花。過了午夜,萬籟俱寂,白樺樹都睡著了,你也別再熬夜了。

白樺樹燈

責任編輯: 王和   來源:科學大院 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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