研究發現日出會刺激植物的“黎明活動爆發”

據外媒BGR報道,科學家認為,植物也有自發調節晝夜節律的生理機制。長期以來,研究人員一直對支配植物生命的機制和時間表着迷,而一項新研究表明,當早晨到來時,植物是一些最先“醒來”的生命之一。

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這項研究發表在《分子植物》雜誌上,研究了植物在清晨時分的各種基因的活動。研究人員發現,當太陽即將躍出地平線前時,植物已經準備好並等待開始它們的一天。正是這種有規律的時間表幫助植物利用最好的條件從陽光中收集能量,同時也為授粉者提供機會,如最好的授粉者做它們最擅長的事情。

最大限度地提高效率對植物來說是一件大事。根據植物生長的地區和該地區的具體位置,陽光和水是無法保證的。植物不可能去尋找它們所需要的東西,所以它們必須在可以利用的時候利用起來,並充分利用它。

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為了更好地了解當太陽開始躍出地平線時植物的反應,來自多所大學的研究人員聯合起來進行了一個有趣的實驗。當太陽升起時,他們每隔兩分鐘對一種被稱為擬南芥的開花植物進行採樣。通過這些樣本,研究小組能夠識別出隨着早晨越來越亮,植物內部發生的活動波。

“我們開始更詳細地描述‘黎明爆發’的動態,重點是轉錄因子基因的表達。我們在黎明后兩小時內發現了三個不同的基因表達波。”論文第一作者Martin Balcerowicz博士在一份聲明中說:“其中第一次發生在黎明后16分鐘,只持續了8分鐘。”

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“這些基因中有許多已知對光和溫度敏感,但我們想具體找出這些基因的轉錄是如何協調的。干擾光感受器信號、晝夜節律鍾和葉綠體發出的光信號確實導致一些基因的表達出現問題,但有很大一部分基因仍未受到影響。這向我們表明,一些上游途徑是多餘的,有額外的調節器在起作用。”

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簡單地說,植物可能是以與許多動物相同的方式對每一個新的一天作出反應。我們有天然的晝夜節律,使我們保持清醒,確保我們在早晨醒來,在晚上感到疲倦,但我們也受到陽光的影響,陽光以其他方式刺激着我們。植物似乎也採取了這種雙管齊下的方法,用冗餘的系統來確保它們“醒來”,無論是出於習慣,還是由於強光的存在。

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該研究的高級作者Daphne Ezer博士指出:“描述我們在光照開始時看到的基因表達的峰值,有助於我們了解植物如何對光照做出反應,特別是對於在人工照明下生長的作物,這種‘黎明爆發’如何對生長產生長期影響。”

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