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研究称秋海棠神秘蓝叶子可采集更多阳光

科普小知识2022-04-27 03:23:15
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科学家的最新研究揭示了秋海棠蓝叶形成的秘密,表明蓝叶被用来收集更多的光。

腾讯科技新闻据英国《每日邮报》报道,研究人员的最新研究表明,蓝叶秋海棠可能代表植物进化的新阶段,并可能超越普通绿色植物。

蓝叶是一种超级有效的光合作用形式,可以用来收集被其他植物拒绝的光。这一发现将有助于科学家开发新的光收集电子设备。世界上有1500多种秋海棠,但是科学家们几十年来一直对亮蓝色叶子的生物学功能感到困惑。

目前,研究人员发现,只有将秋海棠叶置于接近黑暗的环境中,蓝色光泽才会出现,而蓝色光泽在强光环境中会慢慢消失。这种植物利用其独特的叶子收集少量的光。这项发表在最近出版的《自然植物》杂志上的研究,排除了之前的假设,即蓝叶被用来阻止捕食者。

布里斯托尔大学的希瑟·惠特尼博士说,秋海棠的独特之处在于它结合了光收集机制和光激发结构。光可以在相同的物质中以更高的量子效率进行结构操作和收集。

秋海棠是一种常见的室内或花园植物。他们使用一种叫做“光电子”的特殊纳米技术在树叶上构建结构来帮助收集光线。布里斯托尔大学的博士生马特·雅各布斯说:“我们在显微镜下发现,一些叶子的叶绿体可以反射明亮的蓝光,就像镜子一样。”

通过使用电子显微镜呈现更详细的信息,我们发现秋海棠的蓝色叶绿体之间有显著的差异,称为“虹膜色素细胞”,这是由亮蓝色闪光染色引起的,这种现象也存在于其他植物中。

秋海棠叶的内部结构非常均匀,只有100纳米厚,大约是人类头发直径的千分之一。叶绿体收集太阳光并将其转化为植物的化学能。太阳光线最初被称为类囊体的细胞膜吸收,聚集在一起形成大而可变的堆叠结构。

这种秋海棠如此受欢迎的一个原因是它可以在没有阳光直射的室内环境中生存。这是因为许多秋海棠生长在热带森林。在这种环境下,照射在地面上的阳光很少,这可能只占照射在树冠上的阳光的一小部分。植物需要收集任何形式的光来生存。

研究人员观察到了长在马来西亚热带森林茂密树冠下的斜生秋海棠。由于它们不寻常的叶绿体-闪光细胞体,它们长出彩虹般的蓝色叶子,闪光细胞体位于叶子的表层。

秋海棠叶片上均匀分布着3-4层类囊体,类囊体类似于光子晶体,能强烈反射波长在430-560纳米之间的光,使叶片呈现蓝色彩虹色。

这种现象非常类似于用来制造微型激光装置,可以控制光的流动。在马来西亚的热带森林里,少量的光线照射在秋海棠叶上。研究人员指出,秋海棠的独特结构可能是进化而来的,可用于其他植物,以增加粮食产量或使人工设备具有更好的电子效率。

研究人员强调,我们仍然需要做更多的研究,秋海棠可能比普通室内植物有更多的秘密。(闲适/编译)