中科医院专家 http://nb.ifeng.com/a/20190821/7612844_0.shtml植物旋转的秘密
洪洞广胜寺大雄宝殿前柏树为何一株左旋一株右旋？
文：花木君
去过山西洪洞广胜寺的人都知道，广胜寺有“三绝一奇”，三绝为飞虹塔、《赵城金藏》和水神庙元代壁画。飞虹塔是五座佛祖舍利塔和中国现存四大古塔之一，是迄今为止遗存最大最完整的琉璃塔。《赵城金藏》是宋代我国第一部木刻版大藏经《开宝藏》的版式，全世界只此一部，因而被视为稀世瑰宝，与《永乐大典》、《四库全书》、《敦煌遗书》并称国家图书馆四大镇馆之宝。水神庙始建不晚于唐代，元代壁画具有极高的历史、艺术价值。
“一奇”则是指的广胜寺大雄宝殿前面，有两株余年历史的唐代左右扭旋的古柏。这两株千年古柏，一东一西，生长在上寺大雄宝殿门前，其中东边古柏逆时针旋转，西边古柏顺时针旋转（如图），就像两位护法将*守护着整个大殿，纵观山上众多古柏，树纹都是顺时针旋转，因而甚为奇特。
那么，这两株古柏为何一个左旋一个右旋呢？再联系自然界很多种植物，不少都有旋转生长的特点，尤其是攀援植物最为明显，这又是为何呢？关于这个问题，早在一百多年前，进化论的奠基人生物学家达尔文曾对这个现象进行长期观察，并在年出版了《攀援植物的运动和向性》一书，不过达尔文只是做出观察和记录，并没有得出为何旋转的原因。
虽然中外科学家关于植物旋转的研究不少，不过迄今为止，具体原因尚未有准确结论，科学家们依然在不断研究，这并不奇怪，自然界有很多现象需要人类不断去探索。不过我们可以把前人的研究结果进行简单阐述和分析，让大家了解产生旋转的诸多原因，从而对植物旋转的自然现象有个大致的认识。
在分析原因之前，我们先来定义什么叫植物左旋和右旋？即植物手性的定义，有的人认为很简单，其实还真不简单。因为旋转和手性是不同的定义，到目前为止，学术界关于植物生长旋转方向的具体定义依然比较混乱，有的依据太阳运动方向，有的依据地球自转方向，有的依据观测方向等等，因而尚未进入正题，一个左旋右旋、左手性右手性经常把人搞糊涂。
笔者建议采取生物学家达尔文的定义比较公允。在《攀援植物的运动和向性》一书中，达尔文并没有用左旋和右旋的定义，而是采取“依照太阳方向”和“背着太阳方向”来定义植物的手性。从达尔文的描述中可以推断出，植物螺旋生长依照太阳运动的方向旋转（顺时针）为左手性；背着太阳运动的方向（逆时针）则为右手性。
根据达尔文确定了左右手性，即左手性为顺时针方向，右手性为逆时针方向。不过需要特别注意的是，手性和旋转叫法是不一样的，并且相反，即左手性就是右旋，右手性为左旋。我们可以用手进行直观解释，观察植物的时候，面对植物伸出手，将竖起的大拇指作为植物轴线（主体生长）方向，四指向内收回，若植物螺旋生长方向和左手四指方向一致，则为左手性，为右旋（向右旋转）；反之（也可以说和右手四指环绕收回方向一致）为右手性，为左旋（向左旋转）。（如上图）
确定了植物手性或旋转方向的定义，那么我们就来解释植物为何旋转的原因。现在科学界比较认同的原因之一是遗传性为主要原因，即远在亿万年以前，攀援植物的始祖，一类起源于南半球，一类起源于北半球。为了获得更多的阳光和空间，从而在竞争中生存，植物茎的顶端就紧紧随时朝向东升西落的太阳。
这样，生长在北半球植物的茎则向右旋转（左手性，右旋，顺时针），生长在南半球植物的茎就向左旋转（右手性，左旋，逆时针），而起源于赤道附近的攀援植物，由于太阳当空，它们就不需要随太阳转动，因而其缠绕方向没有固定，可随意旋转缠绕，即可以左旋也可以右旋，被称为中性。这些植物向光性旋转的特点，随之变成基因被一代代的遗传下去，不管移栽到何处旋转方向固定不变，因而成为今天的植物旋转生长的特性。
不过，这只是植物旋转的原因之一，因为有太多的反例，比如达尔文在《攀援植物的运动和向性》一书中描述了42种攀援植物，其中多数藤本植物茎蔓的螺旋是右手性（逆时针旋转生长）的，只有11种具有左手性，如牵牛花、打碗花、扁豆、马兜铃、山药等则向左旋转（逆时针）缠绕向上，金银花、菟丝花、鸡血藤、蛇麻草、浆果薯蓣等始终向右旋转（顺时针），何首乌则左右皆有旋转。而这些攀援植物，其旋转性和植物南北半球起源并没有较大的相关性。另外大多数植物向上生长，因而总不能都起源于赤道附近吧，因而这个理由尚不充分。
另外奇怪的是，再进一步深入微观世界研究，就会发现，对动植物机体的发育有决定性作用的脱氧核糖核酸（DNA），它的分子结构原来都是细长的双螺旋线，并且自然界的DNA分子大多数都是右手性的双螺旋结构，只有人工合成才有左手性的双螺旋结构，这应该算是地球上生物的基本规则。然而原因如何，有多种解释，有的说和星系运动有关，有的说和宇宙射线有关，有的说和地球自转有关等等，迄今也没有定论，不过可以说和生物起源于南北半球应该没有多大关系。
因而植物螺旋生长和起源分布即便是有关系，也不能是主要原因。从目前科学家研究的结果来看，植物螺旋生长受到是多种因素干扰形成的结果。植物螺旋生长被称为植物“向性运动”，指植物的某些器官受到外界环境中单方向的刺激而产生的运动，根据给予刺激因素的不同，向性运动又可分为向光性、向重力性、向水性、向化性、向触性等等，前面所说的植物因地理位置起源不同导致的旋转，其实就是向光性的原因导致，因而只能是原因之一。
向重力性分为向地性、背地性和横向重力性（地下茎水平方向生长），这都和植物的生长素有很大关系。由于比较专业，简单来说，就是因为重力作用下，植物生长素分布浓度不同，造成了植物生长节奏不一，于是导致了植物旋转生长。当然，这也不是唯一因素，比如南美洲一种苔藓，在太空无重力环境下培养就出现了右旋的情况，因而向重力性生长只能是条件之一。
向水性比较简单，植物呼吸作用和光合作用下，总是向着水分较多的方向生长，比如常见的树木倾向于水面现象等，这也可以造成植物螺旋生长。向化性就是指植物化学物质分布不均匀引起的生长向性反应，比如根系向着肥料多地方延伸，树身向着光照生长，久而久之造成扭转。
向触性也是植物生长特性之一，原因比较复杂，比如攀缘植物的触须接触到其他物体，就会产生明显弯曲，据研究植物卷须的快速向触性运动是靠动作电波传递引起下段组织原生质体收缩来完成的，机理也比较复杂，不过可以解释部分攀缘植物因为卷须发生旋转的原因。
从上面可以看出，植物发生旋转生长，是多种原因造成的，其中光照、重力等是最主要的内在原因，并且形成了遗传基因，代代遗传，而向水性、向触性、向化性则相对属于外在原因，这就可以解释部分植物为何旋转，并且其中出现个体相反旋转的原因所在。
那么可以这样解释，广胜寺附近的古柏，因为遗传基因导致了大多数柏树左手性向右顺时针方向旋转生长，而少数则因为其他原因导致了向相反方向生长，比如风力、向水性、向化性等导致了一株古柏向左旋转，人们看到后便把这株古柏移栽到寺庙，这就是我们现在看到的大雄宝殿两株古柏左右旋转的原因。当然，由于历史久远，资料湮灭，我们只能是猜测而已。
-12-1易花得木
