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了解复活植物如何控制其水结构以抵抗长期干旱

复活植物具有生存数月或数年干旱的能力,一旦再次获得水,便可以完全恢复。日本和保加利亚的研究人员通过将其与未复活的近缘种进行比较,了解了其中一种。

他们的发现表明,Orpheus花(Haberlea rhodopensis)通过存储某些类型的水分子,同时还减少了其叶片周围的游离水量,已经准备好进行干旱试验。这种调节能力使植物能够保护其组织免受脱水的破坏作用。

奥菲斯花是以神话般的希腊音乐家的名字命名的,他是为了躲避死去的妻子而重返地下世界的奥菲斯之花,是一种抗水生生物。在干旱期间,它看起来像任何干燥的植物。但是复水后,复活植物迅速恢复到正常状态。

红景天和其他复活植物使用各种方法来生存脱水的影响。它们的不同适应性可以保护细胞结构并防止氧化应激。

此外,植物还利用体内的水分。活生物体中水分子的结构既响应环境刺激又响应生物分子。(相关:使用这些令人难以置信的技巧和窍门,在园艺时节约用水。)

Orpheus花在脱水和干燥过程中保留了水分子的比例

来自神户大学和保加利亚索非亚农业生物研究所的研究人员对Orpheus花及其近缘种Deinostigma eberhardtii进行了实验。后一种植物缺乏复活植物抵抗干旱的能力。

他们的测试包括对Orpheus花和D。 eberhardtii进行脱水和补水。研究人员使用非破坏性技术来观察在干燥和补液过程中叶片中水分子结构的变化。

两种植物在植物学上非常相似。然而,事实证明,复活植物的水结构与D. eberhardtii中的水结构有很大不同。

测量叶子中的水分含量表明,Orpheus花以非常快的速度脱水,直到水分含量达到13%。相比之下,D。eberhardtii尝试防止脱水过程中的水分流失,直到含水量达到35%(无回水点)为止。

当日本和保加利亚研究人员观察干燥过程中的水结构时,他们发现Orpheus花保留了某些H20分子的比例,即使每种“物种”的数量下降了。D. eberhardtii被证明无法维持分子比。

复活植物生存的秘密

该研究小组还报告了植物叶片完全干燥后其水结构的差异。Orpheus花标本脱落了与代谢相关的大多数游离H20分子。相反,它收集了其他类型的水分子。

同时,D。eberhardtii尽管变干了,但并未从根本上改变其水结构。它保留了大量的自由分子,但水却助长了植物的腐败和腐烂。

当研究人员为Orpheus花标本补水时,他们发现复活植物将其水结构恢复到干旱前的水平。它补充了水分子的数量,同时确保了物种之间的比率保持不变。

神户农业生物研究所的研究结果表明,复活植物不能通过维持体内水分来抵抗干旱。相反,其生存取决于改变水的结构以适应情况。

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