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谁来叫小草起床_小孩起床个小草图片

时间:2019-04-01 02:28:51 来源: 本文已影响

谁来叫小草起床   史 军   春天的清晨,我很不情愿地压下叮叮作响的闹钟,一天的工作生活就此展开。窗外,枝头的绿芽弹出了头,小草也顶开了被春雨润湿的土层,迎春花早就迫不及待地用黄色的花瓣来迎接春天了,自然界全然没有了冬日的萧索。那又是谁把这些花花草草们唤醒,来参加这春日的聚会呢?
  
  花的低温开关
  
  都说春风吹绿了小麦,细雨唤醒了桃花,实际情况并非如此。在春风细雨敲门之前,西北风和雪花已经去叫它们起床了。西北风叫早?对,没错,是西北风。
  对于像小麦、桃树这些生长在温带的植物来说,春天开花的好处显而易见:可以延长果实和种子的发育时间,在严寒到来之前,完成繁育下一代的任务。当然,在这个过程中,还有大量进行光合作用的绿叶为其提供营养保障。试想一下,如果苹果树在秋天开花,幼小的果子恐怕会被霜冻赶下枝头。
  为此,这些植物“设计”出了一个特别的开关――FLC基因,这一基因及其表达的蛋白质的任务就是阻止赤霉素的积累,而赤霉素正是促进花芽发育的关键物质。这样,基因就可以限制植物开花了。
  当温度降低时,植物中的某些特殊的基因苏醒过来(注意,并不是编码赤霉素基因,它们平常因为结合着甲基基团而处于休眠状态),这些基因的表达产物会“束缚”FLC基因的手脚,使FLC基因暂时失去对赤霉素合成途径的掌控能力,这样,赤霉素工厂开始生产了。当然,这个关闭过程需要足够长的时间,才能生产出足够量的赤霉素以及其他促进开花的物质,比如,冬小麦要在0~3℃的环境里。忍受40~45天的冰冻,才能抽穗开花。这之后,冬天最严寒的时间也过去了,做好准备的花朵就可以在春风中绽放了。因为跟春暖花开有关,这个过程被安上了“春化作用”的名头。
  有读者可能会想,在漫长的冬季中,只有一个月左右的保险时间,如果在这段低温之后,突然出现“小阳春”,这些植物还不得顶着西北风开花啊,这个问题植物也想到了。
  
  开花看日照长短
  
  除了气温一天天上升,春天的日照时间也在一天天加长。聪明的植物也懂得在白天足够长的时候才开花。对于小麦来说,当太阳每天在天空中游荡超过14个小时的天数超过20天,它们才会启动开花程序。
  更有意思的是,“感觉”光照时间变化的并不是花芽本身,而是那些绿油油的叶片。在叶片中有一种被称为FT的基因,只有叶片每天享受足够时长的“日光浴”,这个基因才会开始工作,产生作为催促花芽发育信号的信使核糖核酸(mRNA)。这些信使核糖核酸会被运送至茎尖部位,与掌管花发育的APl基因(掌控花萼和花瓣形成的基因)共同作用,进而分化出美丽的花朵。
  顺便说一下,信使核糖核酸通常是细胞内的通讯工具,但是很容易被降解。所以,在叶片中由FT基因指导合成的mRNA是如何被搬运到花芽去的,一直是困扰科学家的一大难题。根据的研究,这些信使核糖核酸从叶片进入韧皮部后,会与特殊的蛋白质亲密接触,形成复合体,进而在蛋白质的护卫下,顺利前往茎尖。
  当然,并不是所有的FT基因都在长时间日照下工作,像菊花那样在秋天开花的植物,它们的FT基因就是在光照时间低于某个值时才工作的。所以,植物才会分成了长日照植物和短日照植物两大集团。
  经过一天的工作,吃罢饭,洗漱完,看看时钟已经指向12点了,该结束这一天了。
  花花草草们经历了春日的成长和开花,夏日果实的孕育,秋日的硕果累累,寒风吹起之时,它们也要结束一年的工作休息了。那么又是谁让它们休息的呢?
  
  落叶还要看日照长短
  
  大家都觉得是低温让植物落叶睡觉的,这可不是个保险的招数。在低温来时再落叶,恐怕会被冻成冰雕了。别忘了,聪明的植物可是看光时钟的,所以能早早地走在西北风的前面。掌控这个时钟的,就是细胞间隙中的钙离子。当日照变短时,这些钙离子会钻进细胞与掌管细胞生命活动的关键的酶和蛋白质结合起来,从而强制它们休息。这样一来,整株植物体都休息了。并且,这个过程与温度几乎无关。在针对杨树的试验中,科学家发现,只要保证光照时间,即使温度顺次降低,杨树叶也不会脱落;相反,如果光照时间逐渐缩短,即使有恒定的温湿度条件,杨树也照样休息。
  补充说明一点,除了长周期的光调控,有些植物的花朵还会对光线作出敏感反应,除了扭动脖子的向日葵,还有昼开夜合的时钟花。这种花朵在早晨开放,黄昏关闭,之所以如此,一方面有利于昆虫传粉,另一方面也阻止了那些偷盗花粉花蜜的小动物搞小动作。不过其开放和关闭的控制机理仍然是个谜,等待人们去探索。
  
  让种子沉睡的物质
  
  除了片片黄叶落下,植物也撒出了一年的结晶――种子。面对将要到来的寒冬,越冬的最好办法是让它们好好睡上一觉。致密的种皮,就像一个密封舱,把幼小的植物――胚裹得严严实实,二氧化碳出不去,氧气也难以进来。不过,很多种子中,胚并没有装得满满的,还为其伸展提供了一点空间,比如山茱萸的种子在刚刚收获时,胚只有种子长度的1/2到1/3,只有当胚长到足够大时,才能顶开种皮萌发出来,这也算得上是个简单的发芽时钟了。
  植物不仅仅有机械式的时钟,很多植物的种子上以及包裹种子的果皮中还准备了化学时钟,让种子休眠的物质――脱落酸(ABA)。这种物质可以保证果实,只有经历过雨季大量雨水的洗刷,休眠物质浓度降低到一定程度,种子才能发芽生长。
  除了种皮上的化学物质,几乎所有的种胚中也都含有脱离酸,这些物质或者需要经过低温处理,或者需要经过高温处理才能被降解掉,而处理过程结束的时候,恰恰就迎来了最适合幼苗生长的好天气。
  
  人工拨动植物的生物钟
  
  亿万年来,植物都在踩着光和热的钟点自我生长繁衍,可是人类的出现打破了它们的常规线路。为了获取更多的粮食,为了在寒冬季节看到春日的花朵,抑或是为了让种子快速萌发以加快育种速度,人们开始拨弄植物的生物钟。
  春小麦的低温处理,大概是最的人为调整植物生物钟的案例了。前面说过,小麦必须经过低温,才能诱导花芽的发育,进而抽穗、开花、结籽。而在春小麦播种之时,寒冬早已过去,不经历低温,它们又如何开花呢?聪明的农学家早就发现了低温的玄妙,并且,低温处理种子的效果同麦苗在自然界中经受低温处理的效果是相同的,也就是说,经历过低温的种子在发芽时,已经携带了开花必须具备的赤霉素等物质。别小看这一点,正是它让小麦的种植区域扩展到那些冬季气温在零下数十度、冬小麦无法越冬的广大地方,大大增加了粮食产量。
  同样的低温开关的控制,还发生在牡丹身上。也正是由于对低温开关的深入了解,才让我们在春节之时,可以欣赏到雍容华贵的牡丹花。人们把在4℃左右处理6周的牡丹挪进温室,并在花蕾上涂抹赤霉素,这样就拨动了牡丹的“时钟”,让它们在春天到来之前就苏醒过来绽放出艳丽的花朵。
  若想让菊花提前开放,则要调整光周期时钟了。对于这种短日照植物,只要把光照时间控制在一定水平之下,菊花也可以在夏日绽放。不过,个人总觉得,本应代表季节的各式花朵,在人类的指挥下似乎全然没有了时间的概念。
  在亿万年进化历程中形成的花花草草的时钟,比我们的手机时钟要复杂得多,也正是这些复杂的系统让我们感受到了春天的希望,夏天的茁壮,秋天的丰硕和冬日的宁静。科学家正试图用基因手段来完全控制植物萌发、生长、繁殖和休眠的进程,这种随意拨动时钟的行为究竟是好是坏,只能让时间来检验了。
  
  (责任编辑 赵 菲)

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