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为何“鸟语花香”自春天开始? 精选

已有 6317 次阅读 2014-8-31 01:17 |系统分类:观点评述| 激素, 基因, 春天, 花开, 鸟叫

春天是万物复苏,花团紧簇;夏天是烁玉流金,绿树成荫; 秋天是霜天红叶、晴云皓月;冬天是寒蝉凄切,朔风凛冽。一年四季,各有各的美,各有各的骄。幻化出不同的绚丽,共同点缀着这个万象更新的崭亮世界。

想必,在这个酷热的夏季,烈日的狂晒依旧让人倍感无奈。在身心疲倦的同时,时不时会烦躁、狂乱。在偶尔习习凉风的侵袭下,虽不时会感到惬意,但更多的,却是困意。

道别了春意的盎然,收获的是夏日的炎炎。各位心中,也许还在怀念,那个被风吹过的春天吧。内心的那段,春暖、花开,是否随着记忆,泛着涟漪,激荡开来?

提起春天,首先映入心帘的或许就是那滴滴答答、嚓嘎嚓嘎、哗啦哗啦、 叽叽喳喳。也许那会唱歌的小黄鹂,是春天在哪里的最佳诉说者,道出了春风杨柳燕归来的美好意象。而说起在我们印象中春天最该有的景致,莫过于那百鸟争鸣,争奇斗艳花花草草、虫虫鸟鸟了。不过,为何春天才开始“鸟语花香”,侬,知道吗?


鸟儿自由自在

鸟的叫声多种多样,既有喜鹊般的喳喳声,也有大雁呷呷声,既有斑鸠咕咕声,也有最常见的小鸟叽叽声。而为何鸟会鸣叫,也是一直以来让科学家们颇感兴趣的话题。其实,与大多动物一样,鸟类的语言学习,也是从模仿开始。它们通过模仿周遭亲朋好友的声音,来慢慢学会如何发声。有研究表明,鸟儿的学习和鸣叫,与Area X脑区有关,受FoxP2基因调控。同样,人类FoxP2基因的语言遗传异常,也同样会损害讲话和理解能力。

德国柏林分子遗传研究所的Sebastian Haesler博士及同事在PLoS Biology发表文章称,当斑胸草雀(zebra finch)学习唱歌或改变发声时, 脑区Area X的FoxP2表达上调。这侧面反映了,FoxP2很可能在动物的发声发育过程中,起着至关重要的作用。然而人类和鸟类是否在使用相似或相近的分子机制进行发声学习,尚需进一步研究。

然而,鸟儿的鸣叫声可不是独门绝技。日本大阪大学的科学家在2010年的时候,就培育出了可像鸟一样鸣叫的老鼠。而且这只会鸣叫的老鼠还会影响周围的正常老鼠,让他们“吱吱”的声音变少,有人形容就像方言的传播一样。老鼠的大脑结构和其他生物特征都和人类比较接近,对它们的研究或可帮助研究者了解人类语言的起源和进化历程。

而为何我们会觉得鸟儿是在歌唱而不是噪音,时常会认为听到的是清脆的鸣叫,而非聒噪呢?这也十分有意思。研究表明,这是因为他们的叫声悦耳且富有规律。芝加哥大学和布宜诺斯艾利斯大学的研究者发现鸟儿是通过某个特定的的脑区域神经元所产生的规律性信号来确定音节长短,实现计时的。研究者通过生物物理模拟,并结合睡眠及清醒状态下鸟儿的录音,发现鸟脑区域的活动与歌唱是精确同步的。

至于为何鸟儿喜欢到了春天才开始“两只黄鹂鸣翠柳”,就不得不提到遗传调控的功用了。发表在2008年的《自然》杂志上的一篇来自于日本名古屋大学的研究,以鹌鹑为研究对象,发现在春天来到的时候,光线照射会变长,更多的光线照射到大脑表面的细胞上,激活细胞内的基因,使脑垂体释放促甲状腺素。而它的分泌将刺激鸟儿产生求偶行为。由于特殊的大脑细胞与春季阳光的共同作用,鸟类产生的这种独特生理反应,会促使鸟儿开始唱歌。并让鸟儿知道,寻找伴侣的时候到了,大家动起来,引吭高歌,吸引异性吧。


春天花会开

我们常说“春暖花开”,植物要开花可不止如此,需满足光照、温度、激素、能量等条件。

以拟南芥为例吧,在冬天的时候,由于是短日照的照射,它会合成一种可以抑制成花调控因子CO的CDF1蛋白,因而开花基因没被激活,成花过程受阻。而在春天到来之时,日照的时间变长了,这时,植物又会形成GI和FKF1这两种新的抑制蛋白。而此两种蛋白结合后,会抑制CDF1蛋白,使开花基因激活,成花过程开始。

一般而言,需要长日照的植物会在夏天开花,而需要短日照的植物会在春天或秋天开花。

而大部分植物冬天蛰伏、春天开花,是因为温度控制下,FRI和FLC这两个基因的相互作用。FLC有抑制开花的作用,在快步入冬天的时候,FRI就提前调节,以让FLC大量表达,阻止花开。

此外,植物激素在开花的过程中也扮演了非常重要的角色。尤其要强调的是,植物中的一种叫做赤霉素的激素,它能激活那些降解DELLA蛋白(DELLA蛋白能够抑制开花的过程)的基因,使花儿开放。

当然,能量对植物开花也很重要,就像人长个子需要充分的营养供给一样。对此,就不得不提及去年年初的时候,德国马普研究所的研究人员在《科学》上发布的那个关于拟南芥开花调控的研究成果了。在那篇文章中,他们着重提到了6-磷酸海藻糖,并认为拟南芥正是通过这种糖来感知体内能量储备状况,在有了足够的能量供给后,花才会开。

6-磷酸海藻糖掌握了拟南芥开花的关键因素——FT蛋白,以及提醒植物“花期到了,要记得开花”的小RNA分子,如果6-磷酸海藻糖不够,FT蛋白和小RNA的合成及受体基因的表达均受到阻遏,植物故而也就没法开花了。

而为何有的植物一年只开一次花,然后凋败,有的植物却能生长许多年。这就需要提及到基因所发挥的作用了。通过对高山南芥进行研究,德国马普研究所的研究者识别出了与永久开花相关的基因PEP1。此基因调节开花过程中的多种过程,比如,它能限制开花持续时间、阻止部分枝条开花、将开花时间限制在春天等。


由此可见,“春天花会开”可不那么理所当然,许多因素都会影响开花。花开不易,诗中有云“花开堪折直须折,莫待无花空折枝”也可理解为应把握时机。一年之计在于春,大家一起努力争朝夕。



附:  《春天花会开


作词:任贤齐

作曲:任贤齐

演唱:任贤齐


春天花会开 鸟儿自由自在

我还是在等待 等待我的爱

你 快回来

你赶快回来


总是假装不经意 经过你家大门外

期待你美丽的身影 从远远的走过来

我的天使我的爱 为你不怕风吹日晒

偏偏命运如此的安排 只有路灯它笑我呆


我的爱 我等待 你回来 分享我的爱


冬天风雪来 花儿谢了依然会开

鸟儿明年一样会回来 只有我等到 双鬓斑白


昔日相思树 亲手为你栽

依稀人影在 只是红颜改

你在那里 我的爱

消失在茫茫人海 现实总是有一点无奈

美好的结局 慢慢期待

我要你回来




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