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从生物学的角度上分析人为什么要睡觉?

zhao_admin7个月前 (11-02)科学课件29

科学家比较一致的看法是,睡眠是让大脑和小脑休息的。动物需要睡觉,而没有大脑的植物不睡觉;人体的有些器官,比如肝脏,是不休息的。

这表明睡眠是整个脑部特有的现象,至少慢波睡眠可以使脑部修补自由基所造成的损害。自由基是新陈代谢的副产物,可损伤人体细胞。其他器官可以通过放弃和替换受损细胞来修补这种损害,但脑无法这样做,只能让人进入睡眠状态,尤其是慢波睡眠状态,人体组织才能利用这段难得的“闲暇时间”进行“抢修”作业。

植物睡眠是什么回事

植物的睡眠会对它本身带来什么好处呢?为了揭开这个谜底,科学家们对此进行了观察、研究。

最早发现植物睡眠运动的是英国的生物科学家达尔文。最初解释植物睡眠运动最广泛的理论是月光理论。提出这一论点的科学家认为,叶子的睡眠运动能使植物尽可能少的遭受月光的侵害。因为过多的月光照射,可能会干扰植物的光周期感官机能,损害植物对昼夜变化的适应。这种理论看似很有道理,可是令人们感到困惑不解的是,为什么许多没有光周期现象的热带植物同样也会犯困呢?对于这一普遍现象,月光理论是根本无法解释清楚的。

后来,科学家们又发现,有些植物的睡眠运动并不受温度和光照的控制,而是由于叶柄基部中一些细胞的膨胀压的变化引起的。炸酱草、合欢树等植物,就是通过叶子在夜间的闭合,从而减少热量的散失和水分的蒸发。尤其是合欢树,叶子不仅仅在夜间关闭开始睡眠,当遭受到大风暴的侵袭时,叶子也会逐渐合拢,防止柔嫩的叶片受到暴风雨的摧残。这种保护性的反应是对环境的一种适应。

虽然科学研究人员提出了一种又一种全新的观点,但是没有一种观点能够提供比较合理的解释。正当人们感到一筹莫展的时候,美国科学家斯瑞特在进行了一系列有趣的实验之后,又提出了一种新的解释。他利用一根灵敏的温度探针,在夜间对多 种植 物叶片的温度进行测量,结果发现呈水平方向不进行睡眠运动的叶子的温度,总比进行睡眠运动的叶子的温度要低1℃左右。斯瑞特据此认为,正是这1℃的微小温度差别,成为阻止或减缓叶子生长的重要因素。因此,在相同的环境中,能进行睡眠运动的叶片生长速度较快,与其他不能进行睡眠运动的植物相比,它们具有更强的生命竞争力。

植物为什么要睡眠

植物“犯困”,即植物睡眠,在植物生理学中被称为睡眠运动,它既是一种有趣的自然现象,也是一个科学家们一百多年来积极探索的科学之谜。

每逢晴朗的夜晚,我们只要细心地观察就会发现,一些植物已经发生了奇妙的变化。比如常见的合欢树,它的叶子由许多小羽片组合而成,在白天舒展而又平坦,而一到夜幕降临时,那无数小羽片就成双成对地折合关闭,就好像被手碰过的含羞草。花生也是一种爱“犯困”的植物,它的叶子从傍晚开始,便慢慢地向上关闭,表示要睡觉了。以上所举仅是一些常见的例子,事实上,会睡觉的植物还有很多很多,如酢浆草、白屈菜、羊角豆等。

不仅植物的叶子有睡眠要求,娇嫩艳丽的花朵似乎更需要睡眠。比如生长在水面上的睡莲花,每当旭日东升之时,它那美丽的花瓣就会慢慢舒展开来,似乎正从甜蜜的睡梦中苏醒过来;而当夕阳西下时,它便又闭拢花瓣,重新进入睡眠状态。

植物的睡眠运动会对它本身带来什么好处呢?为了揭开这个谜底,在最近几十年里,科学家们进行了难以数计的研究与实验。

最早发现植物睡眠运动的人是英国著名的生物学家达尔文。一百多年前,他在研究植物生长行为的过程中,曾对69种植物的夜间活动进行了长期的观察,发现一些积满露水的叶片,因为承受到水珠的重量而运动不便,往往比其他能自由运动的叶片容易受伤。后来他又用人为的方法把叶片固定住,也得到了相类似的结果。达尔文虽然无法直接测量叶片的温度,但他断定,叶片的睡眠运动对植物生长极有好处,也许主要是为了保护叶片抵御夜晚的寒冷。

达尔文的说法似乎是有一定的道理。但却没有足够的证据,所以一直没有引起人们的重视。20世纪60年代,随着植物生理学的高速发展,科学家们开始深入研究植物的睡眠运动,并提出了不少的解释理论。

最初,解释植物睡眠运动最广泛的理论是“月光理论”。提出这个论点的科学家认为,叶子的睡眠运动能使植物尽可能少地遭受月光的侵害。因为过多的月光照射,可能干扰植物正常的光周期感官机制,损害植物对昼夜变化的适应。然而,使人们感到迷惑不解的是,为什么许多没有光周期现象的热带植物,同样也会“犯困”?这一点用“月光理论”是无法解释清楚的。

正当他们感到困惑的时候,美国科学家恩瑞特在进行了一系列有趣的实验后提出了一个新的解释。他用一根灵敏的温度探测针在夜间测量多种植物叶片的温度,结果发现,呈水平方向(不进行睡眠运动)的叶子温度,总比垂直方向(进行睡眠运动)的叶子温度要低1℃左右。恩瑞特认为,正是这仅仅1℃微小温度差异,已成为阻止或减缓叶子生长的重要因素。因此,在相同的环境中,能进行睡眠运动的植物生长速度较快,与其他不能进行睡眠运动的植物相比,它们具有更强的生存竞争能力。

随着研究的深入,科学家还发现了一个有关植物睡眠的有意思的现象:植物竟能与人一样也有午睡的习惯。植物午睡的时间,一般是在大约中午11时至下午2时之间,此时,叶子的气孔也关闭,光合作用明显降低。为什么会出现这一现象?科学家认为,植物午睡主要是由于大气环境的干燥炎热引起的。午睡是植物在长期进化过程中形成的一种抗衡干旱的本能,为的是减少水分散失,以便在不良环境中生存下来。看来,植物为啥“犯困”?说道还真不少。

摘 自:《科普文摘》

你好,有的植物在晚上也会睡觉,其实这是植物为了适应环境和保护自己的反应,这种睡眠叫做睡眠运动,只是这种睡眠的方式和人类不同。在晚上会睡觉的植物有合欢树、睡莲、蒲公英、含羞草等,在晚上的时候温度较低,植物的叶子和花朵就会闭合,这样可以减少水分蒸发,还能避免热量散发。

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