落葉樹預(yù)測季節(jié)變化決定發(fā)芽時(shí)間-植物研究顯微鏡
通過正確地預(yù)測季節(jié)變化，落葉樹能確定它們抽芽的時(shí)間以降低遭
受晚霜的危險(xiǎn)，同時(shí)也要保證抽芽不要滯后太久甚至延遲到夏天。這樣
才能確保它們每年用于光合作用的時(shí)間不受影響。當(dāng)然，要做到如此實(shí)
用，這些日歷必須與晝夜及季節(jié)變化中可靠的自然標(biāo)志相同步。對(duì)于植
物是如何做到這點(diǎn)的，人們已經(jīng)研究了兩百多年，所有這些是從晝夜節(jié)
律的研究入手的。無處不在的內(nèi)稟晝夜節(jié)律使得生物能夠“知道”一天
中的時(shí)問以便預(yù)期一天之中諸如溫度、濕度、降水、紫外線輻射、風(fēng)力
，以及可見光的光強(qiáng)、光譜分布及光照時(shí)間等環(huán)境變量的漲落。
第一個(gè)對(duì)這個(gè)現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)調(diào)查的是法國天文學(xué)家德邁朗。他對(duì)地
球自轉(zhuǎn)很感興趣，想要搞清楚植物的葉片白天豎直晚上低垂這個(gè)過程為
什么與地球自轉(zhuǎn)造成的晝夜光照變化同步。1729年，他把一株含羞草(M
imosa pudica)放在一個(gè)紙箱里，然后在不同的時(shí)間向里窺視。盡管這
植物始終處在黑暗的環(huán)境中，它的葉片仍舊有節(jié)律地張開、收攏，仿佛
它有自己對(duì)白天和紙箱里，然后在不同的時(shí)間向里窺視。盡管這植物始
終處在黑暗的環(huán)境中，它的葉片仍舊有節(jié)律地張開、收攏，仿佛它有自
己對(duì)白天和晚上的意識(shí)：葉片會(huì)在主觀晚上時(shí)垂下，并在主觀白天時(shí)豎
起。德邁朗已在不經(jīng)意間發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)由內(nèi)稟分子鐘
驅(qū)動(dòng)的晝夜節(jié)律。關(guān)于內(nèi)稟分子鐘，根本的一點(diǎn)是，它們是內(nèi)源性的，
并以接近24小時(shí)的周期運(yùn)轉(zhuǎn)。通過基因及其蛋白產(chǎn)物構(gòu)成的復(fù)雜反饋回
路，一系列‘節(jié)律”基因有效地產(chǎn)生了周期接近24小時(shí)、但又不正好是
24小時(shí)的節(jié)律。植物中的晝夜節(jié)律控制著很多日常過程，包括葉片和花
瓣的運(yùn)動(dòng)、氣孔的開閉、用來吸引傳粉者的香味的產(chǎn)生和釋放，以及一
系列代謝活動(dòng)，特別是與光合作用相關(guān)的代謝活動(dòng)。
