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2023含羞草实验研究最新进展,探索植物应激反应,揭示其独特闭合机制_记者手记丨重返香港:城市复常与新生的交响

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3月1日,嘉宾出席香港启德体育园开幕典礼。新华社记者 朱炜 摄

  新华社香港4月1日电记者手记|重返香港:城市复常与新生的交响

  新华社记者刘欢

  3月底,记者展开第二次在港常驻任期。在新华社香港分社办公楼门口,偶遇正在打扫的保洁员宝姐。已在这里工作16年的她一眼认出了记者,热情地招呼道:“你回来了!”

  上次见到宝姐,还是“修例风波”期间的2019年9月。74岁的她,模样变化不大,身形依旧单薄,脊背却愈发佝偻。但如今的香港,与5年多前相比,已是焕然一新。

  不管是铜锣湾,还是尖沙咀,熙熙攘攘的人流又回来了。说着普通话、英语的游客随处可见。大型商场和街边小店和谐共存,为市民和游客带来多元丰富的购物体验。人们搭乘四通八达的港铁,快速奔赴目的地。时代广场、海港城和崇光百货的特卖场,依旧在熟悉的楼层延续着往日的热络。

  目睹这一切,记者心里由衷感叹:那个热闹祥和的香港回来了!

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2023含羞草实验研究最新进展:触碰的艺术,生命的奇迹

含羞草(Mimosapudica),這个名字本身就带着几分神秘和娇羞,如同一个羞涩的少女,稍有触碰便会“面红耳赤”,将那精致的羽状復叶缓缓合拢,仿佛将内心的秘密小心翼翼地收藏起来。自古以来,含羞草就以其独特的“触碰反应”吸引着无数人的目光。

在這看似简单的闭合动作背后,隐藏着怎样的生命智慧和科学奥秘?2023年,一项项前沿的实验研究,正以前所未有的深度,层层剥開含羞草应激反應的神秘面纱,揭示其令人惊叹的独特闭合机制。

重塑认知:含羞草的“触觉”并非简单恐惧

长期以来,人们普遍认为含羞草的叶片闭合是一种防御機制,是对外界刺激的“恐惧”或“逃避”。最新的研究正在颠覆这一传统认知。2023年的多项研究表明,含羞草的触碰反应,与其说是恐惧,不如说是一种更为复杂和精妙的“信息处理”过程。它并非被动地对刺激做出反应,而是主动地感知、评估并选择最优的應对策略。

想象一下,当一只小虫爬过含羞草的叶片,或者一阵微风吹拂,含羞草并非“惊慌失措”地立刻闭合。研究人员通过精密的仪器和实验设计,发现在接收到触碰信号后,含羞草内部會發生一系列复杂的信号传递。這些信号不仅仅是简单的电信号,更涉及到离子通道的动态变化、激素的精准调控,甚至可能还涉及植物體内的生物电信号网络。

这些信号的传递速度惊人,能够迅速将“触碰”的信息传递到叶片的各个部位,并最终触发叶柄基部的“叶枕”(pulvinus)细胞的运动,导致叶片的闭合。

生物电信号的“暗语”:探索植物的交流网络

2023年的一项突破性研究,首次在含羞草的触碰反应过程中,详细描绘了生物電信号的传播路径和作用机制。研究人员利用高灵敏度的電生理记录技术,成功捕捉到了含羞草在受到不同强度、不同部位触碰时产生的生物电信号。他们发现,這些电信号并非杂乱无章,而是具有特定的频率、幅度和传播模式,仿佛是一种“暗语”,能够精确地传递“刺激的强度”、“刺激的来源”等信息。

更令人着迷的是,研究人员发现,这种生物电信号的产生和传递,与叶枕细胞的膨压变化之间存在着紧密的关联。当电信号到达叶枕时,会激活特定的离子通道,导致细胞内的钙离子浓度发生变化,进而影响细胞膜的通透性。这种通透性的改变,使得细胞内的水分迅速流失,导致细胞體积缩小,从而引起叶柄的弯曲和叶片的闭合。

这种“電信号-离子通道-水分流动-结构变化”的精妙链条,展现了植物体内信息传递的惊人效率和精确性。

激素的“指挥棒”:调控应激反应的微妙平衡

除了生物电信号,植物激素在含羞草的应激反应中也扮演着至关重要的角色。2023年的研究进一步证实,生长素(auxin)和脱落酸(abscisicacid,ABA)是调控含羞草叶片闭合的两种关键激素。当含羞草受到触碰時,叶片内的生长素會发生重新分布,并且ABA的合成和积累也会增加。

生长素通常与植物的生長发育相关,但在这个情境下,它的作用似乎更为复杂。研究表明,生長素的重新分布可能影响叶枕细胞的伸长和收缩,从而参与到叶片的运动中。而ABA,则被认为是植物应对环境胁迫的重要激素。在含羞草的触碰反应中,ABA的积累能够增强细胞对离子的敏感性,促进水分的快速流失,从而加速叶片的闭合。

有趣的是,研究人員还發现,生長素和ABA之间可能存在着协同或拮抗的作用。在不同的刺激条件下,这两种激素的相对比例会发生变化,从而精细地调控着叶片闭合的程度和持续时间。这种激素的“指挥棒”作用,使得含羞草能够根据环境的变化,做出最恰当的反应,既不过度消耗能量,又能有效地應对潜在的威胁。

纳米尺度下的精准控制:细胞骨架的“舞者”

如果说生物电信号和激素是“指挥官”,那么细胞骨架则堪称是执行指令的“舞者”。2023年的研究深入到了纳米尺度,揭示了细胞骨架在含羞草叶片運动中的关键作用。研究发现,在叶枕细胞中,微管和微丝等细胞骨架蛋白的排列和动态变化,直接影响着细胞的形状和体积。

当电信号和激素的作用开始显现时,细胞骨架会发生重组。例如,微管网络的解聚和重组,能够影响细胞壁的刚性,从而允许细胞膜在水分流失时發生收缩。肌动蛋白微丝的动态变化,也参与到细胞质的流动和物质的运输中,為细胞的快速运动提供动力。这种纳米尺度上的精准控制,使得含羞草能够在极短的时间内完成叶片的闭合,展现了生命体在微观世界里的精湛技藝。

至此,我们已经初步揭开了含羞草独特闭合機制的冰山一角。2023年的研究成果,不仅让我们对这种神奇植物的认知更加深入,更为我们理解植物如何感知世界、如何應对环境变化,提供了宝贵的新视角。这仅仅是探索的開始,更深层次的奥秘,仍有待我们去一一揭晓。

2023含羞草实验研究最新进展:闭合的艺术,生命的智慧

含羞草那如同羞涩少女般的叶片闭合,是自然界中最具标志性的植物行为之一。它不仅仅是一种简单的機械动作,更是植物生命智慧的集中体现。2023年,随着科学技术的飞速发展,研究人员得以以前所未有的精度和广度,深入剖析含羞草叶片闭合的独特機制,并取得了一系列令人瞩目的进展,为我们揭示了植物在感知、响应和适应环境方面的精妙策略。

“触感”的感知:压力、振动与化学信号的协同作用

2023年的研究进一步证实,含羞草对外界刺激的感知并非单一模式,而是多种信号的综合响应。传统的认知多集中于“触碰”這一機械刺激,但最新的研究发现,含羞草对不同类型的物理刺激,如压力、振动,甚至氣流的细微变化,都能够产生特异性的反应。

例如,一项研究利用高精度传感器,模拟了不同强度和频率的振动。结果显示,含羞草不仅对直接的触碰做出反应,对特定频率的振动也表现出敏感性,其叶片闭合的程度和速度会根据振动的频率和强度而有所不同。这提示我们,含羞草可能进化出了一种能够区分不同类型“威胁”的能力,例如,识别可能对其造成更大损害的重物,还是仅仅微不足道的微风。

更重要的是,研究人員开始关注化学信号在感知过程中的作用。在植物周围环境中,存在着各种挥發性有机化合物(VOCs),这些化合物可能来自于其他植物、昆虫,甚至是微生物。2023年的研究初步表明,含羞草可能能够感知某些特定的VOCs,并将其作为判断环境信息的一部分,从而影响其叶片闭合的反应。

这种对化学信号的感知能力,意味着含羞草的“触感”远不止于物理接触,它更像是在构建一个立体的、多维度的环境感知网络。

叶枕的“语言”:细胞膨压的秘密传递

含羞草叶片闭合的核心机制,在于叶柄基部特化的结构——叶枕(pulvinus)。叶枕由一系列称为“運动细胞”(motorcells)的特殊细胞组成,它们能够通过调节细胞膨压(turgorpressure)的变化,产生定向的运动,从而驱动叶片的开合。

2023年的研究在这一领域取得了重要进展,通过对叶枕细胞进行超微结构观察和功能性分析,揭示了其“语言”的秘密。

研究人员發现,叶枕细胞内的液泡,是储存和释放水分的关键“仓库”。当接收到应激信号时,叶枕细胞内的离子通道(如质子泵、钾离子通道)会迅速被激活,导致细胞内的离子浓度发生变化。这些离子浓度的变化,會进一步影响水分子的跨膜运输。例如,钾离子的快速外流,会引起细胞渗透压的降低,导致水分从液泡中流失,细胞體积收缩,从而引起叶柄的弯曲。

更有趣的是,研究人员發现,叶枕细胞的运动并非是同步的,而是存在着精妙的空间和时间上的协调。叶枕的上侧细胞和下侧细胞,在水分的流失速率和程度上有差异,这种差异性的膨压变化,共同作用,精准地驱动叶片完成闭合动作。这就像一支训练有素的乐队,每个细胞都是一个演奏者,而它们共同演奏出的,是那曲关于生命适應与生存的奇妙乐章。

基因调控的“指令”:開启或关闭“羞涩”的开关

在分子层面,2023年的研究开始深入探索调控含羞草应激反应的基因网络。科学家们正在利用基因组学和转录组学的先进技術,寻找那些在触碰反應过程中被激活或抑制的基因。这些基因,很可能就是控制着含羞草“羞涩”开关的“指令”。

初步的研究发现,一些与离子通道、激素信号传导、细胞壁重塑相关的基因,在含羞草受到刺激时,其表达水平会发生显著变化。例如,一些编码钙通道蛋白的基因,在电信号传递过程中起到关键作用。而另一些参与生长素和ABA合成与代谢的基因,则可能调控着激素的动态平衡。

更具前瞻性的是,一些研究正在尝试通过基因编辑技術,来探究特定基因的功能。例如,通过敲除或过表达某个关键基因,来观察其对含羞草触碰反应的影响。这些研究虽然仍处于早期阶段,但它们为我们理解含羞草的“羞涩”行为提供了更深层次的分子机制,也为未来可能的农业应用,如培育抗逆性更强的作物,奠定了基础。

模仿与启示:从含羞草中汲取的科学灵感

含羞草独特的闭合机制,不仅仅是植物学研究的宝贵素材,更是為人类科技创新提供了无尽的灵感。2023年的研究成果,正被积极地应用于多个领域。

在仿生学领域,科学家们正试图模仿含羞草叶片闭合的原理,来设计新型的自修复材料、智能软体机器人,以及高效的能量收集装置。例如,模仿叶枕细胞的膨压变化機制,可以開发出能够在外界刺激下自动变形和运动的材料,用于构建更灵活、更适应环境变化的机械臂或探测器。

在农业科学领域,对含羞草应激反应機制的深入理解,有助于我们更好地培育抗旱、抗病、抗逆性更强的农作物。通过借鉴含羞草的信号感知和响应策略,我们或许能够開发出新的育种技术,提高作物的生存能力和产量。

结语:生命的奇迹,永不止步的探索

2023年,关于含羞草实验研究的最新进展,如同一扇扇窗户,讓我们得以窥见植物世界深邃而迷人的奥秘。从对“触感”的精细感知,到叶枕细胞的“語言”解读,再到基因调控的“指令”破译,以及由此产生的广泛的科学启示,含羞草以其独特的生命形式,不断挑戰着我们对植物的认知边界。

生命,总是充满了令人惊叹的奇迹。含羞草的故事,正是这无数奇迹中的一个生动注脚。随着科学研究的不断深入,我们有理由相信,未来还會有更多关于含羞草乃至整个植物界的惊人发现,它们将继续启发我们,让我们更加敬畏生命,并从中汲取智慧,去创造一个更加美好的未来。

  许多朋友问:“你觉得香港有变化吗?”说实话,与“修例风波”和疫情期间相比,香港最大的变化就是复常。走在街头,这里还是像十几年前那样繁华热闹。而复常之外,香港的一些“新变化”,也触动着记者的感官。

3月28日,观众在2025年巴塞尔艺术展香港展会参观。新华社记者 陈铎 摄

  老街区正重焕生机。漫步在铜锣湾核心地段的利园区,尽管这里曾一度萧条,但疫后很快迎来复苏,眼下修葺一新的品牌店铺让人称叹。港式物业对精致与品质的追求,体现在每一处细节之中。未来这里还将打造连廊,串联起整个园区。不远处的百德新街,重装开业的某日本品牌超市,足足有四层,24小时营业,深受年轻人喜爱。中环置地广场也于去年开始升级计划,扩充提升店铺,引入全新餐饮品牌,巩固香港中环作为国际级品牌零售及商业中心的地位。投资不断加码,证明外界持续看好香港发展前景。

  新开发区域陆续投入使用。近年来,香港最热门的新区,当属西九龙和启德。坐落于维港畔的西九文化区,占地约40公顷,是全球规模最大的文化项目之一。近年来,区内多项世界级艺术及文化设施,包括戏曲中心、当代国际视觉文化博物馆M+、香港故宫文化博物馆等相继开放,极大提升了香港的文化艺术形象。

  3月1日启幕的启德体育园占地28公顷,所在地原为启德机场。这座香港最大的体育基建项目不仅为本地及国际体育赛事提供了全新舞台,也成为香港推动盛事经济发展、打造“盛事之都”的新引擎。3月底,启德主场馆启用后的首场国际赛事香港国际七人橄榄球赛举行,3天赛事吸引超过11万名观众入场,创历史新高。

 3月29日,一位小球迷在香港启德体育园观看香港国际七人橄榄球赛。新华社发(卢炳辉摄) 

  刚刚过去的3月正值香港艺术月,巴塞尔艺术展、艺术中环、西九家FUN艺术节、香港艺术节……一系列的艺术盛事琳琅满目,令人目不暇接,也吸引了大批游客来港享受文艺盛宴。

  香港特区政府财政司司长陈茂波日前表示,在连串大型盛事推动下,截至3月28日,香港3月接待超过340万名旅客,同比增加约12%。根据香港旅发局发布的统计,去年内地来港过夜旅客娱乐消费增长61.3%至41.9亿港元,逛展、观剧、听演唱会正成为内地游客新的消费模式,引领时尚潮流。

  内地品牌影响显著增强。记者观察,内地的连锁餐饮、数码产品和电动汽车品牌店铺,在香港闹市区随处可见。在尖沙咀某商场,三家内地品牌奶茶店一字排开,每家店都挤满了年轻人。丰富的货品选择、便利的收货体验也让更多香港人选择内地网购平台和服务。在与香港店员交流时记者发现,与十几年前相比,大多数人的普通话水平提升明显,说得既地道又自然。

  几年过去,宝姐的收入也增加了三成多。“我的生活在变好,也希望香港越来越好。”宝姐的愿望,既朴实又真挚。

  香港这座历经风雨的国际都会,正在复常的表象下进行着更为深刻的蜕变。既留存市井烟火的韧性,又生长出联通内地与世界的触角,在传统与现代的交织、东西方文化的交融中,“东方之珠”正淬炼出新的城市基因,锻造出属于新时代的独特气质。

图片来源:广州日报记者 高建国 摄

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(责编:何三畏、 王志安)

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