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向光性弯曲生长的启示 （生物科学 201302 张翩翩 2013241040212 赵攀2013241040212 蒲江旭2013241040211 ） 摘要：向光性研究在植物生物学领域有着深远的影响,已经有了从帮助反驳古代关于植物对环境不敏感性的错误认知，到植物激素的发现以及向光性受体的识别等一系列的成果。在这篇文章中，我们沿着主要的发展趋势和过去有关幼苗的向光性的研究，简要总结该领域的研究现状。 古代和中世纪的向光性的观念 几个世纪以来，无论是诗人们、哲学家们、艺术家们、还是科学家们，他们都对于植物的向光性运动做了一定的研究和学习。在最早的关于植物向光性的描述中，古代的爱神维纳斯，因为海仙女痴迷于太阳神阿波罗，便将她转变成了一株植物。随之而改变的是她变成了一株绿色向阳的植株。这样海仙女就可以不断转向而且围绕着阿波罗运动。这个暗恋故事是建立在假说的基础上，由早期的古典哲学家据此发展而来的是植物对于环境完全呈现出消极的回应。 最早的希腊哲学家，Anaxagoras (500–428 BCE)和Empedocles (495–435 BCE)，他们相信植物像动物一样，是敏感和具备运动能力的。尽管Plato (427–347 BCE)也相信植物的敏感性，但是他否认植物能够运动这一观点。Aristotle (384–322 BCE)认为植物是完全消极被动而且不敏感的。并且植物不敏感性是充当一个区别植物和动物的重要标准，根据Aristotle的理论，Theophrastus (371–287 BCE)也认为植物是消极被动的有机体。在他的植物学著作里，他记录了植物的向光性趋势，但却不是牵涉到植物中的任何催化剂或触媒剂。他将这个实验现象归因于太阳的活动使得植株未被光照的一侧水分流失。因为亚里士多德学派的哲学科学将关于逻辑的更大的价值观单独放置一边，而且对于实验验证的需求几乎不予理会，所以Theophrastus的关于向光性的简单解释一直持续到17世纪，直到根据实验说明问题的植物学家开始认识到植物的敏感性。 在中世纪，草药商们对于植物的药用性能的热衷程度远远胜于对植物生物学的理解。根据信号学说，植物的外形与其药用相关联，向光性植物可能已经被规定用来治疗蛇虫咬伤，由于植物呈现出来的像蛇一般曲折的形态。从现在的科学观点来看，中世纪草药的先进性对于系统命名法的建立具有重大意义，它将那些依赖于太阳开花的植物从那些呈现出幼苗和根的向光性的植株分开来。 向光性自然感应的发现 在文艺复兴时期，一些早期的科学家们开始研究“自然的奇术”，这是依赖于元素和神秘物质的属性。相比于亚里士多德学派鄙视实验的态度，这些早期的科学家们除了运用实验观察以外，还运用经典的文章文献资料来指导他们的思考。Giambattista della Porta(1535-1615)是众所周知的自然奇术的研究者之一，他用黄瓜幼苗来做向光性应答的实验。借鉴Theophrastus 对于向光性的描述以及中世纪拟人化的植物对光的回应的资料， della Porta将植物的向光性描述为对于太阳的积极回应。并且，还尝试去解释那些看起来十分相似的实验现象，他提议说自然界具有相同的基本规律，他称之为和谐的一致。比如铁和磁铁，母鸡和鸡蛋，以及植物对于太阳光的向性运动。尽管不太清楚della Porta是否真的坚信植物感受性的想法，但是他的关于植物向光性的解释的欣喜和共鸣帮助展开了植物敏感性的辩论。 Francis Bacon (1561–1626),他曾帮助塑造了现代科学的研究方法，对della Porta写的关于植物运动的文章很熟悉。Bacon记录了许多种不同植物的向性运动，但却坚持传统的植物不敏感性的观点。如此，Bacon便丢弃了della Porta关于植物向光性是对太阳光的积极回应的解释，而像Theophrastus一样，他将向光性看成是一个简单的、机械的植物枯萎凋谢的结果。他写道：植株向光性的原因在某种程度上还是模糊不清晰的···有太阳光照的部分往往在茎秆上显得更加微弱而且不足以支撑花。 Bacon关于植物的讨论吸引了 Thomas Browne (1605–1685)，他开始研究植物生理学，作为一个炼金术士,Browne正在寻求一个神秘宇宙的统一，而且他比Bacon具有关于植物灵敏度的更开放的想法。当时,植物被认为发出“糟糕的空气,”Browne相信植物运动使得植物避免邻近的植物恶劣空气的产生。由此可能展开了关于植物向光性的比较粗糙的科学实验,Browne发现在地下室的窗户前面的芥幼苗的生长,在他移动盆栽后，最终总是会旋转调整自己向窗口生长。当 Robert Sharrock (1630–1684)重复Browne的实验后,他得出结论,引起的响应是由新鲜空气刺激的增长,而不是一个机械