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研究发现 植物有类似人类感官的控制机制
2019-01-23 15:26:55  出处:快科技 作者:文传君 编辑:文传君   点击可以复制本篇文章的标题和链接

1月22日,据外媒报道,研究人员发现,植物有类似人类感官的控制机制。

研究发现 植物有类似人类感官的控制机制

根据一项新的魏茨曼科学研究所的研究,植物利用复杂的感光系统调节光合作用以适应快速的光变化。这种类似感官的调节是在低光强度下进行的,光合作用机制是最有效的,但也最容易受到突然增加的光的影响。

一种被广泛接受的观点是,由于植物吸收的阳光越多,其生长所需的能量就越多,光合作用就会与阳光成正比地增加。强度只有达到过度辐射造成“晒伤”的程度,植物才会启动修复机制,降低光合作用。植物与环境科学系的Avihai Danon教授和他的同事们评估了植物荧光(非生产性光合作用所释放的光,用作测量光合作用水平的非侵入性替代物),他们惊讶地看到了一种来回的模式。

Danon与分子细胞生物学系的Uri Alon教授合作,后者的实验室研究生物网络和回路,其中包括人体内的网络和电路。Avichai Tendler(来自Alon的实验室)和Bat Chen Wolf博士和Vivekanand Tiwari博士(来自Danon的实验室)将暴露的拟南芥模型植物一步步增加10分钟的光强度,在低到中等范围内,大致相当于室外晨光即低于造成植物压力的水平。

科学家们发现,当光线变强时,荧光不是稳定地上升,而是在每一步中都会上升一小段时间,然后下降到最初的水平。每一次,它的峰值都比前一步要小。这是因为,当光变得更强时,到达植物光合反应中心的光子比从光强增加中得到的光子要少得多。研究人员每次都要加倍光的强度,才能产生与前一步相同的荧光峰,这是细菌、动物和人类感官机制的典型模式。

这些发现表明,在弱光条件下,控制机制光合作用类似于那些在诸如人类视觉等感官系统中工作的人。当学生适应光线的亮度时,这些调整不仅保护了视网膜,而且确保了我们对周围环境的敏感,尽管光照条件发生了变化。

当瞳孔变窄时,我们只能分辨光线的强烈反差。在微光条件下,例如在黄昏时,瞳孔会变宽,让更多的光线进入,从而使我们能够识别反射光略有不同的物体。同样,植物中蛋白质和叶绿素分子的捕光复合物,在强光下收缩,在低光下放大。就像瞳孔一样,当触角变大时,它们会更有效地捕捉光线,并且对微小的变化更加敏感。

Danon说:“植物以谨慎的方式处理光合作用,为了长期的稳定,在短期内牺牲效率。”“在某种程度上,光合作用机制‘感知’环境,迅速调整‘收获’的数量。而不是以不受控制的方式升级其活动,直至造成损害“。

这种精致的应对策略是植物在快速变化的室外条件下充分利用阳光的方法之一。

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