为什么迎春花和郁金香总能掐准点,在春风拂面时准时绽放?
在很多人的印象里,植物对环境的反应似乎是被动的:天冷休眠,天暖生长。但事实上,许多植物的行为远比这复杂得多。它们不仅能感知当下的温度,甚至还能精准地“记住”已经过去的寒冬,当确认严冬已过,才会启动生长程序。
这种神奇的“冬季记忆”,在生物学上被称为“春化作用”。这个术语最早由苏联遗传学家李森科在百年前总结并命名,意指植物必须经历一段足够长的持续低温,才能获得开花的能力。但一直以来,记录寒冷的“记事本”到底藏在细胞里的什么地方,一直是未解之谜。
想要解开这个谜题并不容易。植物感知寒冷的秘密被藏在根部和芽尖的细胞深处,那里细胞层叠,光线射入后会剧烈散射,就像透过厚厚的毛玻璃观察微观世界。那些决定花期的关键分子一旦深过几十微米,传统的显微镜就只能看到一团模糊的“光斑”了。
为了打破这层迷雾,英国约克大学科学家开发出一套名为SlimVar的“超级相机”。通过精确控制光线的入射角度,并结合复杂的计算方法,它能够大幅减少光散射带来的模糊影响,从而在活体植物中,追踪深达30微米处单个分子的运动。
利用这台相机,科学家发现,这段记忆正藏在两种关键蛋白质里,即VIN3和VRN5。随着寒流袭来,这些蛋白质像“特种兵”一样在细胞核里紧急集合,包围了阻止开花的基因FLC。FLC是植物天生的开花“封印”。在漫长的冬季,蛋白质团块将其强行“关机”,相当于提前撤销了禁令,并将这段寒冷记忆物理性地封存起来。这样一来,只待春风吹过,阻碍早已消失的植物便能不再犹豫,准时绽放。
最神奇的是,当环境重新变暖,这些微小的团块并没有随之散去,而是选择“原地待命”。科学家认为,它们在细胞核里构成了长效的“记忆枢纽”,就像在细胞里盖了个戳,告诉植物:“别担心,我们已经挺过了寒冬,可以迎接春天了。”
从分子角度看,这其实是植物在细胞里玩的一场“标记游戏”,也就是表观遗传调控。虽然植物的“遗传剧本”DNA本身没有改变,但这些“记忆枢纽”就像是寒冬留下的书签,封住了那个“阻止开花”的章节。这让植物既能稳定地遵循季节节律,又保留了应对环境变化的灵活性。
也许在不久的将来,科学家可以通过调节这些“记忆枢纽”,帮助农作物更好地适应反复无常的气候,让大自然的日历在剧烈变化的环境中依然保持精准。
中新网北京12月19日电 (记者 孙自法)施普林格·自然旗下专业学术期刊《自然-医学》最新发表一篇论文称,研究人 随着出版商努力清理大量伪造论文、打击同行评议欺诈行为,2023年,被撤回的研究论文数量已超过1万篇,打破了年度纪录。 ■本报记者 冯丽妃 日本当地时间1月1日16时10分,日本西海岸石川县能登半岛发生7.6级地震,震源深度30公里。 截至 中新社北京1月1日电 (记者 阮煜琳)中国自然资源部海啸预警中心消息,日本本州西岸近海海域1月1日发生7.4级地震已引发 编者按 近两年,中国有一小部分年轻学子正在涌入Gap year文化的潮流,有些人甚至选择延毕去体验这种间隔年。Gap year兴起于 2023年12月中旬以来,受冷空气持续影响,我国天气形势复杂,集中出现寒潮、雨雪、低温、冰冻等灾害性天气。 近日,中国科学院 。本文链接:“冬季记忆”告诉植物何时迎春开花http://www.sushuapos.com/show-11-30943-0.html
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