植物爱“睡觉”让昆虫更贪吃

2.5 亿年前， 植物就开始在夜里“睡觉”

在自然界，有些植物拥有一种类似“睡觉”的现象，它们的叶片在白天展开，到了夜晚则会合拢或下垂，而这种神奇的睡眠行为一般出现在蕨类植物和被子植物中。1880年，查尔斯·达尔文在其巨著《植物的运动本领》一书中，曾形象地称这种现象为“植物的睡眠运动”。

叶片的这种周期性运动规律一直备受学界关注，但是由于缺乏化石证据，学界至今对植物“睡觉”行为的起源与演化知之甚少。而冯卓团队利用一种独特的昆虫咬蚀结构，首次证实了远古时期的植物也具有感夜性。

研究团队在采集于云南曲靖的2.5 亿年前的两种大羽羊齿类植物单网羊齿属叶片上，发现了一种对称排列在叶片中脉两侧的昆虫咬蚀结构。而中脉两侧的咬蚀结构在形态和大小方面呈现出一定的规律性差异，即越靠近中脉或越靠近叶片基部时，中脉两侧的咬蚀结构形态、大小差异越大。

通过与现生植物的广泛对比、研究，研究人员发现化石昆虫咬蚀结构与感夜性植物叶片合拢时被昆虫取食留下的结构一致，因此提出，大羽羊齿类叶片上的昆虫咬蚀结构是其沿中脉合拢时形成的，即证实了该化石叶片具有感夜性运动。

研究团队还发现，最早的被子植物化石出现于侏罗纪时代，而大羽羊齿类植物早在2.5 亿年前的二叠纪末生物大灭绝发生后就完全灭绝了。显然，被子植物的出现与大羽羊齿的灭绝存在近1亿年的时间鸿沟。因此，他们提出，植物叶片的“睡眠运动”可能在不同植物支系中存在多次独立起源，代表了一种趋同演化的结果。

植物叶子闭合可让昆虫高效获取营养

众所周知，植物的生长靠太阳，绿色植物包括藻类吸收光能，将二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气，这就是光合作用。为了尽可能地吸收光能，植物的叶子总是张开的。当夜幕降临，有些植物的叶子则会闭合，以主脉为轴，折叠起来，如豌豆、含羞草、竹芋、紫叶酢浆草、决明和羊蹄甲等。

这些植物的叶子和花朵每到夜晚就会闭合的特点，为昆虫高效获得植物叶子的营养带来了机会。昆虫往往会在这些闭合叠覆的叶子上留下啃食的痕迹。

有趣的是，在闭合的叶子表面，昆虫的咬痕有规律可循，啃食孔在叶子主脉的两侧呈现对称分布。如此对称的咬痕表明了植物叶子夜间的闭合行为，或是说植物也有睡眠习惯。

植物与昆虫，难分难解的患难“兄弟”

一些植物的感夜性和昆虫的啃食行为，揭示了昆虫与植物之间存在多种关系，既有互惠互利的共生关系，也有单方获利的情况。

在大多数情况下，昆虫是植物的捕食者或寄生虫。针对植物的叶片、果实、种子、花蜜、花粉、汁液等，昆虫的食性和取食方式也随之多样，有的由食固体食物转变为兼食固、液两种食物或专食液体食物。而昆虫取食的口器，也由咀嚼式口器分化出嚼吸式、刺吸式、虹吸式等多种类型。

植物一方面通过花香四溢的花蕾，吸引昆虫采蜜，借昆虫将种子传播四方；另一方面又演化出了各种毒素和其他防御手段，抵御昆虫在植物体内取食的行为。有趣的是，总有某些昆虫类群来应对化解。如演化历史相对短的禾本科植物，生长迅速、植株低矮坚硬且难以咀嚼，为此，昆虫类就演化出专门吃草的蝗亚目、眼蝶亚科类群。

植物与昆虫是一对难分难解的患难“兄弟”，即便遭遇了无数次生物灾难事件，但是总能实现演化的平衡，成为谁也离不开谁的伙伴，并在彼此的竞争中持续数亿年，互相成就了对方极高的多样性，很大程度上共同塑造了当今地球的陆地生态系统。

（作者系中国科学院南京地质古生物研究所研究员、南京古生物博物馆名誉馆长）

（责任编辑：白玉磊）