2025-03-19 22:58:45
这样的复活植物可以在数月的干旱中存活
为了保护农作物免受日益严重的干旱,科学家们正在寻找一小群植物的基因,这些植物可以在数月的干旱中存活下来,然后在数小时内重新变绿。
这些植物可以在没有水的情况下存活六个月或更长时间。它们的叶子摸起来会变成棕色和脆性,但只要加水,它们会在几个小时内重新变绿。在一天之内,它们已经恢复到以前的自我,可以继续进行光合作用。
虽然这种类似拉撒路的能力在苔藓、蕨类植物和其他不开花的植物中很常见,但这些“复活植物”属于被子植物或开花植物,该类植物包括每棵开花的树木和结实、携带种子的作物。
但是在352,000 种已知的开花植物只240 株是复活植物.它们散布在生命之树的这个分支上,通常无关紧要,每个都独立进化出了没有水的生活能力。
用于这种僵尸般的伎俩的策略惊人地相似——几乎就像可以从他们的 DNA 深处取回一个祖先的工具包来应对干旱问题。
植物在没有水的情况下存活数月似乎是科幻小说。绝大多数工厂当他们经历水分流失时,确实会死去的 10-30%。但是复活植物能够忍受超过95% 的水损失。
但对这些物种来说,重要的不仅仅是在干旱中生存的能力,这也是复活植物在干旱后重新生长的方式。
他玉米植物也可能在干旱后存活下来,“但当它们再水化时,它们不会恢复到以前的叶子结构,二氧化碳和水的流动都被打乱了”。因此,干旱在雨水回来后很长一段时间内都会损害它们的生长。
复活植物通过用蔗糖等糖类,将他们的细胞内部变成一种粘稠的玻璃状物质,从而减慢任何化学反应。被称为玻璃化,同样的策略被耐干燥的动物使用,如缓步动物(也称为水熊虫)和卤虫虾(海猴)的卵。
当它们转向玻璃时,这些植物还会解构它们的光合作用机制(如叶绿体),当它们进入休眠状态时,它们会关闭它们的主要食物来源。为了将蛋白质和细胞膜的组装结合在一起,它们分泌一套称为”伴侣“,因为他们引导细胞度过危险时期。
他们如何保存组织是一个奇迹。
鳞叶卷积木可以在数月的干旱中存活下来,然后在数小时内恢复
从某种意义上说,复活植物的能力与大多数开花植物的种子并没有太大区别。当干燥并存放在阴暗寒冷的地方时,许多种子可以存活数年,有时是几千年,保留配方,以便在温暖和水分恢复时制作新植物。
复活植物能够在没有水的情况下完整存活数月的迷人能力,在一个荒漠化加剧和日益不稳定的干旱的世界中具有明显的吸引力。如果这些相同的特性可以用于农作物,则有助于维持正在干涸的地区的粮食生产。但是,在世界许多地区的遗骸中,改变生物体的基因组仍然存在争议。这项研究也处于早期阶段,尽管来自复活植物的基因已被证明可以提高某些粮食作物的耐旱性。
最常见的农作物,如小麦,玉米和黄豆已经通过选择性育种增强了对缺水的适应能力。例如,选择根系深度较大的植物有助于它们找到更深的水分储备,或者选择开花速度更快的植物有助于在较短的生长季节产生种子。
复活蕨类植物比复活开花植物更常见,但它们的基因也与人类用于食物的作物相去甚远
但极端天气事件不仅变得越来越普遍,他们变得越来越不可预测。
混沌是气候变化的标志,无水期突然出现 – 称为闪电干旱– 变得越来越普遍,一年中几个月发生的干旱也是如此一次保证下雨和轻微的条件。
长期以来,人们一直认为要把这些人才引入水稻、玉米和小麦,需要使用“转基因”基因改造– 将 DNA 从植物界的远亲引入他们的基因组。
源:BBC
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