含羞草 (Mimosa pudica) 以其快速折叠叶子的能力而闻名的华丽新视频揭示了化学和电信号如何帮助触发其闪电反射。
闪光灯沿着“不要碰我”植物的荧光染色叶子的刺射出，因为它们在引人注目的新视频中折叠起来。 华丽的镜头揭示了植物如何在几秒钟内关闭，尽管缺乏神经和肌肉。
含羞草 (Mimosa pudica)，也被称为“不要碰我”，以其能够在触摸叶子时迅速卷曲叶子的能力而闻名，方法是将叶子的细长松树状小叶缩回其中央脊柱。 然而，直到现在，这种类似动物的反射背后的确切机制在很大程度上仍然是个谜。
在 11 月 14 日发表在《自然通讯》(Nature Communications) 杂志上的一项新研究中，一组研究人员创造了经过基因改造的荧光植物，然后在它们卷曲时拍摄它们的叶子。 由此产生的镜头显示，化学信号和电信号同时通过叶子移动并触发传单被拉回。
“植物拥有通常隐藏在视线之外的各种通信系统，”该研究的共同作者、日本埼玉大学的植物生理学家 Masatsugu Toyota在一份声明中说。 他补充说，弄清楚它们如何工作的最好方法是让它们可见。
在新视频中，部分叶子随着动作电位（细胞膜的电去极化）穿过它们而发光。 这类似于神经在动物身上的工作方式，但没有专门的细胞来引导电能，信号在植物组织中的传播速度更慢。
到目前为止，研究人员一直怀疑这两种动作电位都是羞耻植物使用的主要信号机制，但这些视频首次揭示了这些信号是如何产生的。当细胞去极化时，它们会释放钙离子，钙离子会与放置在突变植物中的荧光标记发生反应。
最引人注目的闪光是那些沿着叶子的中心连续亮起的闪光。这些是由称为 pulvini 的微小器官发出的，它利用水压的变化将小叶拉回叶刺。然而，在折叠器官开始闪烁之前，较微弱的荧光信号（只有在放大时才可见）也会沿着传单从检测到刺激的地方传播到最近的枕部。一旦一个叶枕被激活，它就会向相邻的叶枕发送信号，从而在叶子的脊柱上产生明亮的多米诺骨牌效应。
科学家们已经知道 pulvini，但直到现在，他们还不知道它们收缩相邻传单的速度有多快。研究人员在论文中写道，新视频显示 pulvini 在小叶收缩前约 0.1 秒接收到信号，这对于植物来说是非常快的。
这项新研究还阐明了为什么羞耻植物会进化到闭合它们的叶子。
主流理论认为，叶子合拢是为了保护自己免受饥饿昆虫的侵害。 在这项研究中，研究人员创造了耻辱植物的额外遗传变体，它们没有叶柄，因此无法合拢叶子。 然后，该团队将突变和未突变的植物暴露给蚱蜢，发现突变的植物有更多的叶子被昆虫吃掉。
该团队在他们的论文中写道，羞耻植物关闭叶子的其他潜在原因包括减少水分流失或先发制人地躲避昆虫，但支持这些想法的证据较少。