我们是中科院主管、科学出版社主办,与日本知名科普杂志Newton版权合作的一本综合性科普月刊。
【如需转载,请在后台留下您的公众号,
获得授权后方可转载】
步入大暑后,全国暴热ing……
每天上班得先在座位上静坐20分钟,落落汉,让一路上晒得通红的小脸降降温,才能投入工作……
请给我一个冰淇淋,什么都不要说
人都快受不了了,没有涂防晒霜,没打遮阳伞的植物们能受得了么?
大多数人对植物的印象应该还停留在小学自然课本,植物要利用阳光进行光合作用。也就是说,植物是依靠阳光来产生能量维持生命的。但是,植物能在吸收阳光的同时,机智地避免被紫外线晒伤吗?!
答案简短有力:能!
因为植物会自己给自己“涂抹”防晒霜,近日的一项研究就为我们详细的解释了植物这一自我防护的过程。
紫外线对皮肤的伤害大家早就知道了,紫外线,特别是短波紫外线(如UVB),会引起皮肤晒伤,长时间暴露在紫外线环境中会增加患皮肤癌的风险。当然啦,不同的人对紫外线的耐受能力是不一样的。一般而言,肤色深的人皮肤的防护能力更强些。
植物要利用阳光进行光合作用
但是,最关键的一点,我们人类可以选择躲开紫外线啊,穿件长袖衣服,抹点防晒霜,实在不行躲屋里吹空调。那花花草草怎么办呢?
植物学家们不得不开始严肃滴思考这个问题,因为平流层的臭氧空洞使得更多的UVB到达地球表面。早在上世纪80~90年代的研究就发现,臭氧空洞导致的地表处UVB增强已经直接影响到了植物的光合作用。此外,高强度的紫外线照射还会减缓植物生长和粮食产量。
但同时,这些研究也发现植物其实正在进行自我保护免受UVB的侵害。这种保护来自植物体内的酚类化合物,这些酚类物质是天然的遮光剂,能够大量吸收紫外线,并聪明地对光合作用所需波段的光“放行通过”。
就像人类皮肤中的色素一样,不同的植物体内也会含有不同剂量的遮光剂。比如一些生长在热带或者高海拔山上的植物,它们体内始终含有高剂量的遮光剂;而其他的植物可能仅在UVB强度突然升高的时候才产生这种化学物质。
植物体内也有像皮肤色素一样的遮光剂
那么,问题又来了。如果植物是在UVB强度高的时候才产生遮光剂的,那它们是如何检测周围的UVB强度的呢?
10年前,植物学家们发现植物是通过一种特殊的,名为UVR8(UV resistance locus 8)的蛋白质来检测紫外线的。UVR8可以看做是UVB的感受器,是一种光受体蛋白。如果一种植物体内缺乏这种UVR8,那它在烈日炎炎下就很容易被烤焦……
科学家们进一步积极地探索UVR8背后的机制。来自瑞士日内瓦大学的最新的研究表明,植物抵抗紫外线其实靠的是UVR8和另一种名为COP1(constitutively photomorphogenic 1)的蛋白质共同努力的结果。黑暗条件下,COP1聚集在细胞核内,而光环境中,COP1会从细胞核分散至细胞质内。恰巧,UVR8吸收紫外线后,会移至细胞核附近积累起来,与COP1相互作用,发出信号以促进生成更多的遮光剂抵挡UVB。
UVB的照射能使果实的颜色、口感和气味都发生变化
其实,植物把UVB当做一种重要的环境输入信号来调节自己生长和发育状态,产生的化学过程不仅仅可以用来防晒,还有很多其他的好处!比如,UVB的照射能增强植物的抗虫、抗病能力;能使果实的颜色、口感和气味都发生变化;甚至还能提高某些人类所需的营养物质的含量。因此,保护臭氧是必须的,但也不能认为UVB对植物的作用都是负面的。相信随着该领域研究的不断深入,我们将越来越了解植物在大自然中的生存之道。
文章来源/IFLScience
回复“0”,获取微信目录
回复“订阅”,了解杂志订阅方式
联系客服