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。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。
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。
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。
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。