水中的擬南芥。

植物沒有視覺器官，那么它們?nèi)绾沃拦鈴哪睦飦砟?？在一?xiàng)結(jié)合了生物學(xué)和工程學(xué)專業(yè)知識(shí)的研究中，瑞士洛桑大學(xué)和洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，光敏植物組織利用空氣和水之間界面的光學(xué)特性來產(chǎn)生對(duì)植物“可見”的光梯度。研究結(jié)果發(fā)表在最新一期《科學(xué)》雜志上。

感知光線從哪里來對(duì)植物來說尤其重要，植物利用這一信息來定位其器官，這一現(xiàn)象被稱為向光性。這使它們能夠捕獲更多的太陽(yáng)光，然后通過光合作用將其轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

盡管引發(fā)向光性的光感受器早已為人所知，但光敏植物組織的光學(xué)特性仍然是一個(gè)謎。此次，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種令人驚訝的組織特征，使植物能夠檢測(cè)到定向光信號(hào)。

研究人員觀察了模式生物擬南芥的一個(gè)突變體，發(fā)現(xiàn)它的莖非常透明。他們發(fā)現(xiàn)，野生植物幼莖的天然乳白色外觀實(shí)際上是由于各種組織中的細(xì)胞間通道中存在空氣。在擬南芥突變體標(biāo)本中，空氣被水溶液取代，從而使它們呈現(xiàn)出半透明的外觀。

充滿空氣的通道使光敏莖能建立可被植物“讀取”的光梯度，據(jù)此植物可確定光的來源，這種現(xiàn)象是由于構(gòu)成大部分活體組織的空氣和水的光學(xué)特性不同所致。具體地說，空氣和水具有不同的折射率，這會(huì)導(dǎo)致光在穿過幼苗時(shí)發(fā)生散射。

研究人員由此揭示了一種新機(jī)制，這種機(jī)制使生物體能夠感知光的來源，以調(diào)整器官（如葉子）位置，進(jìn)而優(yōu)化光合作用。（記者張佳欣）

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