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燕麦的“眼睛”之谜

2020-02-26 08:45:38 《奥秘》 2020年1期

小琪

燕麦竟然也有“眼睛”?燕麦的“眼睛”其实是构成燕麦植标的细胞睥光感受器。依靠自己的“眼睛”,燕麦不仅能“看见”光,而且还能感受到光的波长、光照的强度和时间。不仅燕麦有“眼睛”,所有的植物都有“眼睛”。正因为如此,植物才能适时控制开花,变换叶子和根的生长方向。

20世纪初,欧洲的植物学家忽略了植物“眼睛”的作用,结果吃了大亏。起先,他们千方百计培育只长叶子不开花的烟草,以提高烟叶产量。但不开花就得不到好的烟草种子,所以人们只能在冬天到来之前把烟草搬入温室,让烟草在温室里开花结籽。烟草为什么只在温室开花?多次的实验证明,光照时间的长短影响烟草的开花。

20世纪50年代,我国东北的试验田曾试种来自南方的水稻良种,它们长得像牧草那样茂盛,可就是不抽穗扬花,最后落得颗粒无收。而东北的水稻良种引种到南方,往往连种子都捞不回来。这些都是忽略了植物“眼睛”的缘故。

近年来,科学家加紧了对植物“眼睛”的研究,从而发现全世界的植物可分为白天光照需要超过12小时的长日照植物和少于12小时的短日照植物以及对光照并无苛求的中性植物。科学家还发现植物“眼睛”比较喜欢天然阳光,而且各类植物偏好不同的光,譬如清晨浅红色的阳光能使生菜籽发芽,黄昏时暗红的阳光则使发芽停顿。

经过不懈的努力,最近人们终于从植物细胞中提取出含量甚少(20万棵燕麦苗中只含几克)的感光视觉色素——一种带染色体的蛋白质,它就是植物的“眼睛”。染色体使蛋白质呈现蓝光,因而使“眼睛”具有吸收光的能力,对不同波长的光产生不同化学反应。如藻类能对红光、橙光、黄光和绿光都产生反应。清晨当太阳升起时,植物的“眼睛”看到浅红色就会显得异常活泼,黄昏时分天边出现暗红色,视觉色素变得迟钝,植物就闭上了“眼睛”。

进一步研究还发现,因为有了“眼睛”,植物的全身才有灵敏的感觉系统,对光产生各种反应:有一种藻类用“眼睛”根据光照,还能在水中漫游,邻近的植株遮住了光线,“眼睛”就“命令”植物尽快生长到高过障碍物,以得到充足的阳光。

人们利用细胞生物学的最新成果找到了植物的“眼睛”,但對它的了解尚且粗浅,要彻底揭开这个秘密,还得依靠科学家们的不懈努力。