植物生命活動物質(zhì)能量

1、水分代謝

2、礦質(zhì)營養(yǎng)

3、光合作用

4、呼吸作用

1、植物的生長

2、植物的生殖

3、植物成熟與衰老

植物抗寒、抗旱、抗鹽、抗病生理

植物的莖總是向上生長，以便得到陽光來進行光合作用，莖的這種運動稱為“負向地性運動”，意即與向地性運動方向相反的運動；而根又總是向下生長，以便得到水和肥料，這叫做“正向地性運動”。

植物的根還常常表現(xiàn)出向水性，尤其是當(dāng)土壤干燥，水分分布不均時，根總是朝有水潮濕的地方生長，在潮濕的區(qū)域里，根的分布也較茂密。

植物某部分碰到外界物體時能發(fā)生向性反應(yīng)的，則具有“向觸性”。如葡萄、豌豆、西番蓮的卷須，一碰到竹竿、繩索或籬笆等物時，能很快彎曲纏繞上去。

植物的向性運動

植物的向光、向地、向水、向觸性等運動，統(tǒng)稱為“向性運動”，一般與生長素的作用有關(guān)。如向日葵在陽光作用下，背光面的生長素多，生長較快；生長素少的向陽面生長較慢，于是產(chǎn)生了向陽彎曲。

向日葵

葵花向陽其實就是植物運動的一個常見現(xiàn)象。清晨，向日葵面向東方，迎接旭日東升；傍晚，它又面向西方，目送夕陽西下。棉花的葉片也有類似葵花向陽的向光性運動。

含羞草

別名“感應(yīng)草”的含羞草是一種著名的趣味植物。它不但會動，行動還格外靈敏迅捷。一經(jīng)輕輕觸動，羽狀小葉就隨即閉合。若力量稍大，整個羽片都會低垂，宛如一個低頭無語的嬌羞少女。原來，含羞草的莖葉構(gòu)造十分獨特，葉柄和小葉基部有一個膨大的葉枕，內(nèi)含許多薄壁細胞，未受刺激時，每個細胞都有充足水分，從而膨脹，使葉枕挺立，葉片舒展；而葉子一經(jīng)碰觸，刺激信息就立刻傳導(dǎo)到葉枕，薄壁細胞內(nèi)的細胞液馬上滲進細胞間隙，導(dǎo)致膨壓下降而使葉片迅速萎軟下垂。含羞草的這種特異反應(yīng)是一種感性運動，是它自我保護本領(lǐng)的體現(xiàn)。在它老家—南美地區(qū)，常遇到疾風(fēng)暴雨，迅疾合攏葉片，垂下葉柄，正是含羞草在風(fēng)雨侵襲時的保護反應(yīng)。

喚舞草

我國西南部、福建與臺灣等地，出產(chǎn)一種豆科的小灌木，名喚舞草，是植物界中名副其實的“舞蹈明星”。其三出羽狀復(fù)葉能明顯轉(zhuǎn)動，仿佛在“翩翩起舞”。舞草中間的大葉片只能搖擺，側(cè)生2片小葉的動作卻美妙多姿，時而作360°C旋轉(zhuǎn)運動，時而上下擺動，時而兩片小葉同時向上合攏，然后慢慢分開平展，時而一片向下，一片朝下。當(dāng)同一植株的小葉同時起舞時，則此起彼伏、節(jié)奏分明、格外逗人。舞草的運動是光與溫度的刺激造成細胞間斷性收縮和舒張引起的。這有利于它防止陽光強烈照射，減少水分蒸騰和害蟲侵害。

卷柏

卷柏是一種耐旱力極強的植物，能在其他植物難以生存的荒山野嶺及光禿的巖石上生長。遇干旱失水時，卷柏扁平的小枝便向內(nèi)卷作一團，漸漸褪去綠色，呈干枯假死狀態(tài)，可是只要它體內(nèi)還有5%的水分，就能維持不死，一旦得水濕潤，枝葉即展開，由黃轉(zhuǎn)綠，又顯出勃勃生機，仿佛死而復(fù)生一般，因而又得名“長生草”、“九死還魂草”。

植物界中還有些本領(lǐng)高強的“旅行家”。如南美洲有一種草，當(dāng)其生長的地方發(fā)生干旱時，就從土中抽出根卷成小球，隨風(fēng)飄蕩，到水分充足處重新扎根生長。沙漠中某些仙人掌也會行走，其根部由許多軟刺組成，具有隨水移動的本領(lǐng)，能隨風(fēng)一點點從沙漠干燥處移向有水分和養(yǎng)料的地方深深扎下去，當(dāng)水分和養(yǎng)料枯竭時，根上的刺又會重新尋找新的沃土。

捕蠅草

被達爾文譽為“世界上最奇妙的一種植物”的捕蠅草，是食蟲植物家族中人們最熟悉，也是科學(xué)家研究最多的一種植物。它的奇妙之處尤其在于它能夠主動地捕食獵物—昆蟲。捕蠅草是一種多年生宿根草本。葉形奇特，近葉端處為肉質(zhì)，以中肋為界，分為左右兩半。每一半葉片邊緣均生有10-25根剛毛，內(nèi)側(cè)近中肋處，又有3根或3根以上的感覺剛毛（又叫激發(fā)剛毛），邊緣還生有蜜腺，能分泌蜜汁以引誘昆蟲。這狀如貝殼，可隨意開合的兩半葉片，就是它的誘捕器。平時張開，葉片向外彎曲。而當(dāng)昆蟲受其分泌蜜汁的誘惑爬上葉片時，若激發(fā)剛毛被觸動兩次或兩次以上，或在數(shù)秒內(nèi)至少有兩根激發(fā)剛毛被觸動，誘捕器就會在20-40秒內(nèi)閉合，葉片向里彎曲，葉緣上的剛毛交錯地扣合起來，迅速將獵物囚禁其間。昆蟲愈掙扎，誘捕器就閉合得更緊，同時激發(fā)剛毛受到刺激后，葉片上的許多紫紅色小腺體就分泌出一種酸性很強的消化液，將蟲體消化掉。

其他植物

此外，象花生、大豆、酢漿草、紅花苜蓿等植物，都會在早晨出太陽時舒展葉片，隨夜幕降臨而閉合葉片“入睡”。這種葉片晝開夜合的運動稱作植物的“睡眠運動”或“感夜運動”。原來這也是葉柄基部的組織細胞膨壓發(fā)生變化的結(jié)果。白天，進行光合作用的葉片，其基部的大型細胞得水膨脹，使葉片張開；太陽落山后，葉片內(nèi)水分減少，葉基的大型細胞失水收縮變軟，葉片便隨之下垂或合攏。睡蓮、蒲公英，在夕陽西下之際則會關(guān)閉花瓣“入睡”，待到朝陽升起時，再從酣夢中蘇醒，緩緩將花瓣展開。郁金香處于20-25°C 的環(huán)境中，花冠會徐徐展開，低于10°C 時則關(guān)閉。這是郁金香的感溫運動。這類運動與陽光、溫度、濕度有一定關(guān)系?；ò旰腿~在夜間閉合，可減少熱量的散失和水分的蒸發(fā)，有利于保溫保濕。

無論含羞草的感震運動、郁金香的感溫運動或大豆的感夜運動，都是植物受外界環(huán)境因素刺激后引起的“感性運動”，對植物有自我保護的重要意義。

各類植物運動，說明植物亦有明顯的自我防衛(wèi)、自我保護意識，也是植物對各種不同刺激的反應(yīng)，以及它們在長期生物進化的過程中逐步適應(yīng)生活環(huán)境的結(jié)果。

有的細菌僅生活20—30min，即可分裂產(chǎn)生新個體。種子植物有木本和草本兩種類型。木本植物都是多年生的，有的木本植物的樹齡可長達數(shù)百年至上千年，如松、柏。龍血樹等。草本植物根據(jù)植株生存年限長短，可分為一年生、兩年生和多年生三類。在一個生長季完成全部發(fā)育周期，也就是說，從種子萌發(fā)到開花結(jié)實直至枯萎死亡都在一個生長季完成的植物，稱為一年生植物，如水稻、玉米、高粱、黃瓜、大豆、煙草和向日葵等。有些草本植物，需要經(jīng)過兩個生長季才能完成他們的發(fā)育周期。第一年只有根莖葉等營養(yǎng)器官的生長，把養(yǎng)分貯積起來，越冬后第二年才開花結(jié)實直至死亡，這些植物稱為二年生植物，如白菜、蘿卜、胡蘿卜、菠菜和洋蔥等。還有些草本植物，每年開花結(jié)實，果實成熟后，地上部分雖然枯死，地下部分卻仍然活著，來年又出芽，產(chǎn)生地上枝這樣可生活兩年以上的植物，稱為多年生植物，如菊、大麗花、薄荷、百合、馬鈴薯、棉花和莎草等。

耗散結(jié)構(gòu)理論認同并延用了一般系統(tǒng)論中的開放系統(tǒng)思維。一般系統(tǒng)論源于生物學(xué)家對生命機體運行機制的深入思考，而生命活動也是耗散結(jié)構(gòu)理論頗為關(guān)注的研究對象。

普利戈金本人曾對耗散結(jié)構(gòu)形成的條件,作過簡單通俗的說明。他寫道:“生物和社會組織包含著一種新型的結(jié)構(gòu),……社會和生物的結(jié)構(gòu)的一個共同特征是它們產(chǎn)生于開放系統(tǒng),而且這種組織只有與周圍環(huán)境的介質(zhì)進行物質(zhì)和能量的交換才能維持生命力。然而,只是一個開放系統(tǒng)并沒有充分的條件保證實現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)。只有在系統(tǒng)保持“遠離平衡”和在系統(tǒng)內(nèi)的不同元素之間存在著“非線性”的機制的條件下,耗散結(jié)構(gòu)才能實現(xiàn)”[1]。顯然,人既有生物的屬性,又有社會的屬性,人的生命過程既參與生物運動,也參與社會運動,更具備形成耗散結(jié)構(gòu)的條件。

耗散結(jié)構(gòu)理論耗散與生命活動

首先,生命的本質(zhì)在于運動。人體是一個遠離平衡的系統(tǒng),它需要保持動態(tài)平衡才能存在。平衡就意味著生命的終止。興奮和抑制、收縮和舒張平衡了,心跳也就停止了。動脈、靜脈各部分血壓平衡了,毛細血管有效過濾壓等于零,物質(zhì)交換也就沒有了。細胞內(nèi)液與外液中的Na 、K 的濃度是非平衡的,神經(jīng)細胞膜內(nèi)K 濃度為膜外30倍,膜外Na 濃度為膜內(nèi)12倍,這種離子濃度非平衡,對細胞的興奮及機能是必要的。如果離子濃度平衡,生物電就消失,細胞功能也就喪失。其次,人體又是一個包含有多子系統(tǒng)多層次的復(fù)雜開放系統(tǒng)。從橫向看,包括骨胳、肌肉、神經(jīng)、消化、呼吸、泌尿生殖系統(tǒng)等子系統(tǒng)。從縱向看,包括群體、個體、器官、組織、細胞、亞細胞、分子、量子等層次。此外,還有與上述要求有關(guān)又自成一體的免疫系統(tǒng)，等等。而且各子系統(tǒng)之間、各層次之間存在著復(fù)雜的聯(lián)系和相互作用。人既要吃、喝、吸氣,又要拉、撒、呼氣,因而是一個開放系統(tǒng)。機體走向封閉,就會生病甚至死亡。中醫(yī)所說“不通則痛”就是這個道理。再次，人體內(nèi)各元素之間存在非線性機制。所謂非線性,是指引起系統(tǒng)處于非平衡狀態(tài)的復(fù)雜過程的,主要不是逐步演變的擴散型，而是產(chǎn)生突變(或質(zhì)變)的化學(xué)反應(yīng)型。人體生理病理轉(zhuǎn)化過程中,存在大量通過爆發(fā)性漲落而擺脫連續(xù)性的情況。即使是最簡單的細胞中,正常的新陳代謝也要引起無數(shù)個偶合的化學(xué)反應(yīng)；新陳代謝還要有特定的酶。因此,正常人體是離不開非線性機制的。最后,人體生命現(xiàn)象中,還大量存在時間節(jié)律和周期行為。所以，人體能夠形成和保持耗散結(jié)構(gòu)。

生命不僅僅表現(xiàn)為終究要死亡,要從有序走向無序,而且在于它要努力避免很快地衰退為惰性的平衡。因此,從某種意義上說，人體時刻都處在有序-無序-有序的轉(zhuǎn)化過程中。在正常生理過程，機體內(nèi)部借助新陳代謝的作用，把細胞或機體中陳舊、多余的或有害的物質(zhì)分解，把衰老、垂死或受傷的組織成分清理掉，釋放其中的能量，使機體內(nèi)部有序結(jié)構(gòu)不斷遭到破壞，這可以說是人體自身產(chǎn)生的正熵，由于正熵存在，機體由有序趨向無序。但與此同時,機體又通過合成代謝，從外界吸收物質(zhì)和能量，引進負熵，建造自身結(jié)構(gòu)所需要的組織成分，以替代被拆除的組織成分，產(chǎn)生新的更高層次的有序狀態(tài)，使無序趨向有序，從而使機體保持正常的生命活動。機體這種相對穩(wěn)定有序是通過自身調(diào)控機制實現(xiàn)的。一旦致病因素造成調(diào)控機制混亂，機體與外界進行物質(zhì)、能量、信息交換發(fā)生障礙，系統(tǒng)內(nèi)正熵增加，有序性遭到破壞,積累到一定的閾值，經(jīng)漲落觸發(fā)，就會從有序變?yōu)闊o序，這就是病態(tài)。疾病的醫(yī)治實際上是通過強化輸入負熵流防止輸入正熵，并促進機體遠離平衡以達到系統(tǒng)熵增為負或正熵不大的低熵有序狀態(tài),從而消除疾病,轉(zhuǎn)為健康。

耗散結(jié)構(gòu)理論耗散結(jié)構(gòu)理論對醫(yī)學(xué)的啟發(fā)和推動

耗散結(jié)構(gòu)理論試圖認識自組織的機制和規(guī)律，即有序和無序相互轉(zhuǎn)化的機制和條件問題?！搬t(yī)學(xué)是認識、保持和增強人類健康,預(yù)防和治療疾病,促使機體康復(fù)的科學(xué)知識體系和實踐活動”。其首要任務(wù)是認識健康和疾病轉(zhuǎn)化的機制和條件問題。因而,二者是一致的。前者對后者必定具有啟迪和借鑒作用。

首先，耗散結(jié)構(gòu)理論可以深刻揭示人體的統(tǒng)一性及其與外界因素的統(tǒng)一性,為醫(yī)學(xué)模式轉(zhuǎn)變提供理論依據(jù)。因為，這一理論用整體觀研究生命現(xiàn)象,并且認為只有開放的、能與外界進行物質(zhì)、能量、信息交換的系統(tǒng)，才能形成穩(wěn)定的有序結(jié)構(gòu)。人體正是這樣的系統(tǒng)。

但是,傳統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)模式忽視了人的社會性和心理因素的影響,對生理病理過程的考察往往帶有封閉或半封閉性質(zhì),而且使用的是脫離整體聯(lián)系發(fā)展的孤立、靜止研究方法。這就使得它不可能正確反映和解決作為開放系統(tǒng)的人體穩(wěn)定、有序、健康問題,因而不可避免地要被新的醫(yī)學(xué)模式所代替。所以,醫(yī)務(wù)工作者掌握耗散結(jié)構(gòu)觀點,首先有助于實現(xiàn)從生物醫(yī)學(xué)向生物、心理、社會醫(yī)學(xué)模式轉(zhuǎn)變。

其次,有助于臨床工作中,系統(tǒng)整體思維和全方位立體思維的形成和運用。

此外，人體有序、健康的形成和保持，實際上是多組分多層次的人體系統(tǒng)為主體和物質(zhì)基礎(chǔ)，以與外界交換所得能量為動力，以來自內(nèi)部信息為指令，以神經(jīng)體液為調(diào)控手段，以時空或功能有序為目標的自組織過程。因此,耗散結(jié)構(gòu)理論的提出，使系統(tǒng)科學(xué)方法變得更加完善，對醫(yī)學(xué)研究中解釋人體生理病理過程有啟發(fā)作用。

耗散結(jié)構(gòu)理論提出“非平衡是有序之源”的觀點,對糾正“平衡有序”觀念和貫徹積極治療，推動有關(guān)非平衡區(qū)生命穩(wěn)定有序的研究，對搞好防病治病有著重要意義。

但非平衡，不是不平衡，也不是平衡，而是巨漲落前的遠離平衡態(tài)，是處于失穩(wěn) 臨界點附近沒有超過臨界點的穩(wěn)態(tài)。與此相對應(yīng)，失穩(wěn)包括兩方面，一是因平衡變?yōu)椴黄胶舛Х€(wěn)，如細胞外液pH值過高過低將導(dǎo)致堿中毒或酸中毒。二是不平衡趨向平衡而失穩(wěn)，細胞外液鉀濃度增高，而致高血癥；各種組織中較特異酶譜由區(qū)別而趨向一致性，意味著癌癥出現(xiàn)。所以,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)強調(diào)的是動態(tài)平衡。

然而,我們許多醫(yī)務(wù)工作者在實踐中，努力糾正不平衡的同時，往往不自覺地走向另一極端追求平衡。而且忽視了心理、社會動態(tài)平衡對健康的意義，這對實踐是有害的。實踐告訴我們，難治性心力衰竭一類頑癥之所以難治，就在于只引入負熵流(即各種改善心衰的措施，包括藥物等)并不一定能刺激機體達到臨界點，要使機體完成“無序→有序”的躍進，必須使機體遠離平衡即機體要有相當(dāng)?shù)淖陨砘盍偷挚沽Γㄟ^漲落達到臨界點才能使新的躍進完成，使機體從無序狀態(tài)恢復(fù)到有序狀態(tài)。所以,我們必須注意，治療中不能單純依靠藥物等一系列外來因素的作用，還必須大力提高患者的整體機能，包括非藥物的心理治療，排除影響機體機能恢復(fù)的各種干擾。

耗散結(jié)構(gòu)理論的提出，推動醫(yī)學(xué)工作者進一步從各方面探索處于非平衡區(qū)生命系統(tǒng)穩(wěn)定、有序、健康的維持問題。諸如什么是穩(wěn)態(tài)；有什么抗干擾的特性；失穩(wěn)的臨界點在哪里；在什么條件下，通過什么方式，人體有序變無序，穩(wěn)態(tài)變失穩(wěn)；在失穩(wěn)、生病后在什么條件下，通過什么方式恢復(fù)穩(wěn)態(tài)、健康等等。這對提高醫(yī)療衛(wèi)生工作質(zhì)量無疑是有益的。例如，布魯塞爾學(xué)派對腫瘤免疫的研究,就屬于抗干擾特性研究的一部分。該派傾向于細胞免疫起主要作用。體外實驗表明,效應(yīng)細胞每次可以與一個或幾個腫瘤細胞結(jié)合然后分解為原來形式的效應(yīng)細胞和失去復(fù)制能力的死亡腫瘤細胞。布魯塞爾學(xué)派為此建立起腫瘤生長的數(shù)學(xué)模型。在對這一模式的求解中，它給出何種條件腫瘤會長大或抑制，即在某些條件下，小于臨界大小的腫瘤將消失，大于臨界大小的腫瘤則長大。在另一些條件下，埋沒腫瘤中的正常組織若大于一定臨界大小時會不斷長大，從而擺脫癌狀態(tài)，反之若該正常組織過小則會為腫瘤組織所吞沒。該模型給出的腫瘤細胞數(shù)的時間振蕩行為與臨床觀察一致”[4]。這樣的探討,對臨床上因勢利導(dǎo)防治腫瘤就很有價值。又如，臨界點問題，不但研究穩(wěn)態(tài)的生物(或理化)臨界點，而且研究心理、社會臨界點,以及對臨界值隨年齡、性別,特別是作用因素的量與時間兩者關(guān)系所決定的個體適應(yīng)與不適應(yīng)之間的差異,這些對醫(yī)學(xué)理論和實踐都有著十分重要的意義。

此外,掌握“非平衡是有序之源”的觀點,還有助于動態(tài)思維的形成?！胺蔷€性”理論對醫(yī)學(xué)實踐有著重要的啟迪和借鑒作用。系統(tǒng)的不同元素之間存在著非線性機制，是耗散結(jié)構(gòu)形成的重要條件之一。多組分多層次的開放系統(tǒng)只有處于遠離平衡的非線性區(qū)，才有可能經(jīng)漲落的觸發(fā)，從無序突變?yōu)榉€(wěn)定的有序的時空結(jié)構(gòu)。非線性區(qū)有兩個特征:一是突變、飛躍的臨界點所在，二是存在可逆和不可逆的兩種不同趨勢。因此,掌握非線性區(qū)對醫(yī)療實踐的意義是不容忽視的。

耗散結(jié)構(gòu)理論關(guān)于生命系統(tǒng)進化過程中的非線性漲落的作用，與醫(yī)學(xué)實踐中生理和病理相互轉(zhuǎn)化中漲落的作用有所不同(前者是單向的、積極的；后者是雙向的，利弊兼有的)。但其對非線性漲落的論述，可以啟發(fā)醫(yī)務(wù)工作者在實踐中，因勢利導(dǎo)，盡可能防止和減少漲落的破壞作用，充分利用其積極作用，更好地防病治病。

耗散結(jié)構(gòu)理論指出:“生命的保持和發(fā)育是跟大量的化學(xué)反應(yīng)和運轉(zhuǎn)現(xiàn)象分不開的。是由許多高度非線性的復(fù)雜因素，如激活、抑制、直接的自身催化等連鎖制約的”。這就告訴我們，盡管研究病因要從生物、理化、心理、社會等多方面著手；認識疾病的本質(zhì)要從各個層次上進行探索，但作為生命有機體的線性機制，首先存在于微觀層次中，并主要通過微觀層次表現(xiàn)出來。因此，我們無論考察生理向病理轉(zhuǎn)化，還是病理向生理復(fù)歸的量變質(zhì)變過程，都應(yīng)把重點放在微觀層次上，堅持微觀深層導(dǎo)向性。這不是回到片面強調(diào)理化指標為依據(jù)，著重分析的還原論老路上去,而是要走向綜合兼容辯證還原的新思維方式。