植物会被晒伤吗?

作者: lulu

来源: 科学世界

发布日期: 2016-07-28 17:55:18

植物能够自我保护免受紫外线伤害,通过体内酚类化合物作为天然遮光剂吸收紫外线,并调节光合作用所需波段的光。植物使用UVR8蛋白质检测紫外线强度,与COP1蛋白质共同作用生成遮光剂抵挡UVB。UVB照射对植物有多种影响,包括增强抗虫、抗病能力,改变果实特性,提高营养物质含量。

步入大暑后,全国暴热ing……每天上班得先在座位上静坐20分钟,落落汉,让一路上晒得通红的小脸降降温,才能投入工作……请给我一个冰淇淋,什么都不要说。人都快受不了了,没有涂防晒霜,没打遮阳伞的植物们能受得了么?大多数人对植物的印象应该还停留在小学自然课本,植物要利用阳光进行光合作用。也就是说,植物是依靠阳光来产生能量维持生命的。但是,植物能在吸收阳光的同时,机智地避免被紫外线晒伤吗?

答案简短有力:能!因为植物会自己给自己“涂抹”防晒霜,近日的一项研究就为我们详细的解释了植物这一自我防护的过程。紫外线对皮肤的伤害大家早就知道了,紫外线,特别是短波紫外线(如UVB),会引起皮肤晒伤,长时间暴露在紫外线环境中会增加患皮肤癌的风险。当然啦,不同的人对紫外线的耐受能力是不一样的。一般而言,肤色深的人皮肤的防护能力更强些。植物要利用阳光进行光合作用。

但是,最关键的一点,我们人类可以选择躲开紫外线啊,穿件长袖衣服,抹点防晒霜,实在不行躲屋里吹空调。那花花草草怎么办呢?植物学家们不得不开始严肃滴思考这个问题,因为平流层的臭氧空洞使得更多的UVB到达地球表面。早在上世纪80~90年代的研究就发现,臭氧空洞导致的地表处UVB增强已经直接影响到了植物的光合作用。此外,高强度的紫外线照射还会减缓植物生长和粮食产量。

但同时,这些研究也发现植物其实正在进行自我保护免受UVB的侵害。这种保护来自植物体内的酚类化合物,这些酚类物质是天然的遮光剂,能够大量吸收紫外线,并聪明地对光合作用所需波段的光“放行通过”。就像人类皮肤中的色素一样,不同的植物体内也会含有不同剂量的遮光剂。比如一些生长在热带或者高海拔山上的植物,它们体内始终含有高剂量的遮光剂;而其他的植物可能仅在UVB强度突然升高的时候才产生这种化学物质。

植物体内也有像皮肤色素一样的遮光剂。那么,问题又来了。如果植物是在UVB强度高的时候才产生遮光剂的,那它们是如何检测周围的UVB强度的呢?10年前,植物学家们发现植物是通过一种特殊的,名为UVR8(UV resistance locus 8)的蛋白质来检测紫外线的。UVR8可以看做是UVB的感受器,是一种光受体蛋白。

如果一种植物体内缺乏这种UVR8,那它在烈日炎炎下就很容易被烤焦……科学家们进一步积极地探索UVR8背后的机制。来自瑞士日内瓦大学的最新的研究表明,植物抵抗紫外线其实靠的是UVR8和另一种名为COP1(constitutively photomorphogenic 1)的蛋白质共同努力的结果。黑暗条件下,COP1聚集在细胞核内,而光环境中,COP1会从细胞核分散至细胞质内。

恰巧,UVR8吸收紫外线后,会移至细胞核附近积累起来,与COP1相互作用,发出信号以促进生成更多的遮光剂抵挡UVB。UVB的照射能使果实的颜色、口感和气味都发生变化。其实,植物把UVB当做一种重要的环境输入信号来调节自己生长和发育状态,产生的化学过程不仅仅可以用来防晒,还有很多其他的好处!

比如,UVB的照射能增强植物的抗虫、抗病能力;能使果实的颜色、口感和气味都发生变化;甚至还能提高某些人类所需的营养物质的含量。因此,保护臭氧是必须的,但也不能认为UVB对植物的作用都是负面的。相信随着该领域研究的不断深入,我们将越来越了解植物在大自然中的生存之道。

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