迅速複活的苔蘚植物被發現

近日，在即將結題驗收的“973”計劃——《幹旱區鹽堿土碳過程與(yu) 變化》項目中，科學家有了新的發現：一種名為(wei) 齒肋赤蘚的苔蘚植物，作為(wei) 標本“幹死”十二年，在給水的條件下能迅速複活。

2003年，中國科學院新疆生態地理所研究員張元明在古爾班通古特沙漠采樣時，發現荒漠藻類植物、地衣、苔蘚能夠頑強地在沙土上生長，與(yu) 土壤形成一層黑黢黢的、幹燥的團聚體(ti) 結構——土壤生物結皮。一遇水，土壤生物結皮5秒內(nei) 迅速變綠，遠遠望去，像是給地表鋪上了一層綠色的地毯。

蘚類植物是土壤生物結皮的主要組成成分，廣泛分布於(yu) 世界的幹旱、半幹旱地區。在長期的進化過程中，生物結皮苔蘚植物能夠在失水後較短的複水時間內(nei) 實現的光能吸收、傳(chuan) 遞和轉化，並能顯著影響土壤和大氣界麵的碳交換強度。

據觀察，無論在黑暗條件下還是光照條件下進行複水，複水後的齒肋赤蘚都能從(cong) 失水狀態的深灰色迅速變成綠色。初期的快速恢複過程在複水3分鍾內(nei) 完成，在這個(ge) 過程中，超過80%的光係統Ⅱ活性在複水0.5分鍾內(nei) 得到恢複。在後期的慢恢複過程中，質體(ti) 醌庫的還原水平及從(cong) 內(nei) 周天線到光係統Ⅱ反應中心的能量傳(chuan) 遞也在複水10分鍾左右逐漸達到平衡。

“失水狀態的齒肋赤蘚的光係統Ⅱ存在能量傳(chuan) 遞現象，這種現象的發生可能與(yu) 光係統Ⅱ的結構功能有關(guan) ——它在失水期間沒有*停止生理活動，其葉綠體(ti) 雙層膜結構保持完整，可通過保留zui小的光合器官活性度過幹旱季節。”張元明在實驗過程中發現了這個(ge) 有趣的結果。

業(ye) 內(nei) 專(zhuan) 家認為(wei) ，該研究結果對於(yu) 認識齒肋赤蘚的快速恢複光合作用的機製、解釋其碳同化的進化適應機製都具有重要的理論意義(yi) ，也對幹旱區農(nong) 業(ye) 生物試劑和良種培育有重要意義(yi) 。

“幹旱區的植物為(wei) 什麽(me) 能在荒漠幹旱環境中生存？哪些開關(guan) 控製它的生存狀態？等進一步研究結果揭曉時，或許節水就不是現在的概念了。”張元明告訴記者。

《中國科學報》 （2013-11-14 第4版 綜合）