“触触”可怜

王心怡 袁涛

老一辈人有传言，小孩被摸头容易长不高，其实这种说法是没有科学根据的。但是，“被摸头长不高”的“魔法”在植物界却很灵验。植物学家发现，被触碰过的植物更容易出现生长停滞、植株矮小的情况。那么，触碰究竟给植物带来了什么？长不高的植物后来怎么样了？

抑制植物生长的触碰

在古希腊时期，人们就意识到，触摸、弯曲和摇晃等刺激会改变植物的生长发育状态。更加擅长哲学的古希腊人，当时还不能准确地解释这一生物科学的规律。

1960年，美国植物学家弗兰克·萨利斯伯里着手研究影响苍耳（菊科苍耳属植物）开花的关键因素。为了了解苍耳的生长特性，他每天都对苍耳的叶片进行测量。然而，这项看似简单的工作却让萨利斯伯里有了意外发现——被测量的叶片不仅生长量不明显，还逐渐枯黄、凋零，而相邻的植物反倒长得不错。

美国植物生理学家马克·贾菲也注意到了这一现象，在得知萨利斯伯里的发现后，贾菲开始思考：触碰导致的植物生长停滞是苍耳独有的吗？于是，他开始对不同的植物展开实验，最终发现所有类型的植物（灌木、乔木和草本植物）都有类似的情况。而且，抗拒触碰的不仅仅是植物的叶子——触碰娇嫩的花苞，花苞可能会萎蔫、不开花；
触碰刚长出来的果实，果实也许无法成熟；
触碰茂密的灌丛，它笔直的茎秆可能不再生长。20世纪70年代初，马克·贾菲总结了和“触碰植物产生的变化”有关的经验，并提出了“接触形态建成”（Thigmomorphogenesis）的概念。

关于这个复杂的概念，我们可以这样理解：植物身上有许许多多的部位，例如美丽的花朵、翠绿的叶子和饱满的果实。依照不同部位的外形和功能需求，聪明的细胞会“分化”成不一样的形态，再聚集起来变成各部位的模样，这一过程就叫“形态建成”。得益于细心观察，科学家已经证明了触碰会改变植物细胞的生长和分化，所以用“接触形态建成”来描述触碰等刺激影响植物生长发育的现象。

可以说，植物的“触觉”十分敏感，频繁的碰触会对植株生长产生显著的负面影响，最终成为我们眼中“长不高”的植物。

被碰触的植物

为什么长不高？

美国生物化学家珍妮特·布拉姆借助拟南芥帮我们揭晓了答案。

说起来这是一个意外发现，布拉姆本来是对喷洒过赤霉素（一种植物激素）溶液的拟南芥进行基因检测，想探索赤霉素处理对基因激活的影响。在实验中，她惊讶地发现，无论对拟南芥喷洒何种溶液（即便是水），或者是轻轻触碰叶片，都会有同一种基因被激活，且刺激强度越大，表达量就越大。原来，这不是溶液种类的问题，而是喷洒溶液是一种“触碰”动作。于是，布拉姆参考“触碰”的英文单词“touch”，将这种基因命名为“TCH基因”。

不同的基因就像不同的模具，可以调控植物体内对应蛋白质的合成。而由TCH基因控制合成的是一种钙调蛋白，这种蛋白质能与钙离子结合，调节细胞的生理过程。

由于机械刺激的作用，拟南芥細胞内的钙离子会在短时间内（几十秒）从一个较低的浓度增加到一个较高的浓度。钙离子浓度变化会诱导TCH基因的表达，从而影响钙调蛋白的合成。

让我们来设想一下整个过程：一株植物被触碰时，它的TCH基因就会被激活。TCH基因开始工作后，钙调蛋白就会接二连三地被制造出来。紧接着，钙调蛋白会快速地找到钙离子，二者携手调控拟南芥生长基因的表达——纵向生长受到了抑制，但横向生长得到了促进。

植物“长不高”

——危机之下的大智慧

实际上，“不长高”并不是植物胆小、脆弱的表现，反而是它们危机之下的大智慧！在植物看来，当受到强风、降雨、震动和摩擦时，低矮而粗壮的外形能够更好地保护自己，从而让生命延续下去。

看中了植物的这一特点，人类也开始发挥聪明才智：农民会刻意在田间放养家禽，让其踩踏作物的幼苗，这样能让作物的根系更为强壮、缩短植株高度并防止植株过于纤细，最终提高作物产量。

人工矮化也适用于蔬菜，株型紧凑且强壮的蔬菜，种植生产和运输都更加方便。对于观赏花卉来说，有人更喜欢玲珑可爱的小型盆栽植物。此时，人工矮化就十分必要了。

可见，植物长不高有时也不是坏事。不过，在生活中遇到优美的植物时，还请大家用眼睛静静欣赏，距离产生美，留给它们一份肆意生长的自由！

（责任编辑 / 高琳  美术编辑 / 周游）

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