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植物是如何获知时间的?

科普小知识2022-07-09 13:31:17
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植物是如何获知时间的?

我们可以很容易地通过看墙上的时钟或者潇洒地摇摇手来显示镀金和镶钻的手表来知道时间。但是对于没有眼睛和耳朵的植物来说,获得时间并不容易。

但是植物比人类需要更多的时间,因为它们需要阳光来帮助它们制造营养。无知的高级生物一直在探索植物感受时间的方式。不止一个工厂有一个内置定时器,可以调节其生活活动。对它们的研究可以解开它们的秘密,让它们为我们生产更多的食物。

一个来自南方卫理公会大学的科学小组开始研究拟南芥中几种特定蛋白质的植物昼夜节律。拟南芥是植物界中的一只老鼠。拟南芥的生长随光照周期和强度而变化。一种叫做Zeitlupe或ZTL的蛋白质在蓝光照射下会改变其结构,但大约一个半小时后会恢复到原来的样子。研究人员仍然不太了解ZTL的计时功能。所以他们和其他科学家一起研究ZTL和另一种叫做FKF1的蛋白质。

如果你还记得你在高中学到的生物学知识,你应该知道蛋白质的结构决定了它的功能。换句话说,蛋白质结构的变化将导致蛋白质相互作用和蛋白质-蛋白质相互作用的变化。科学家分析了这种蛋白质的结构,并研究了维持其结构的化学键能存在多久。

他们的结果表明,ZTL在拟南芥中就像一个沙漏,蓝光照射是这些变化的开始,这促进了ZTL内部化学键的形成。这种植物内部时钟的快慢取决于ZTL能维持其结构多长时间。这个结果是有意义的,因为ZTL降解光和暗,而FKF1只在明亮的条件下降解。

简而言之,这种能对光起反应的蛋白质告诉其他蛋白质如何根据时间移动。换句话说,它可以让植物知道白天(如开花)和晚上(如生长)应该做什么。

有些人对ZTL和FKF1仍有许多问题,例如它们的结构细节和拟南芥中ZTL的特性。虽然这项研究只研究了复杂系统中的两种蛋白质,但在其他植物中也有类似于ZTL和FKF1的蛋白质,它们作为植物的内部时钟。

最后,研究人员希望了解更多关于植物对光反应的细节。了解了这些信息,我们将能够控制植物的生长时间,从而提高农作物的产量。