杀死果蝇小窍门儿歌简谱植物抗旱抗寒抗虫的

来源:爱答装修知识 发布时间:2024-10-15

2017年诺贝尔生理学或医学奖颁发给了生物钟研究领域的三位科学家,美国布兰迪斯大学的分子生物学教授迈克尔·罗斯巴什和遗传学教授杰弗里·霍尔和洛克菲勒大学的迈克尔·扬,同样利用果蝇作为模式动物,历时288年的努力终于得到正名。

殿堂级奖项的获得并不是一蹴而就的,踩在前人的肩膀上,才能饱览最极致的风景。科学家们在各种生命形态中进行的实验尝试不断筑高着经验资本,其中植物领域的研究是众多科学发现的先驱,但是植物体核心生物钟基因的研究并没有动物实验那样幸运。

直到2000年左右科学家才从拟南芥上克隆到了第一个调控植物节律的生物钟基因——昼夜节律基因(circadian clock 1)(CCA1)。

最早在2001年就发现拟南芥基因组当中有18%的基因都直接受生物钟调控,那如果把这些基因再跟其他基因组当中基因去建立一种信号调控网络的话,它会覆盖基因组当中70%到80%的基因。就是在这个各个层面上从生理,然后在这个细胞学,还有在分子层面上都呈现出一个节律性。

(2叶片视频)

这是翩翩起舞的蝴蝶,还是随风而动的嫩叶,都不是,这就是生命的旋律。借助专业设备,每隔半小时抓拍大豆初生叶瞬间的位置,长达144小时的漫长等待之后,数百张连环画似的照片最终拼凑出了眼前的一幕。首先我们需要追溯到144小时甚至更久之前。

挑选大豆种子进行吸水萌发,破土而出的幼苗在历经第一道关卡之后,即将面对“入园”准备,接受进一步的驯化,大豆幼苗宝宝们在光照和温度的循循善诱下茁壮成长,很快就具备了节律活动。它们的学习成果将在相机前得到了一一检阅。

把所有数据采集完之后,科研人员用软件去追踪叶的尖部,在振动过程当中在X轴和Y轴的位移,然后去计算出位移的趋势,就画出一条我们经典的余弦和正弦曲线,然后后续再用软件对正弦和余弦的一些数学信息来进行分析和提取,也就是周期、振幅和相位。

叶片规律的震颤不断循环着新的周期,于其中,生物节律一次又一次被生动诠释。

“更无柳絮因风起,惟有葵花向阳倾”,植物仿佛具有“未卜先知”的能力。清晨日出来临之前,它们就已经提前启动了光合作用的基因表达,为迎接更多的阳光做好准备。

夜色将至,光合作用的表达逐渐降低甚至关闭,转而启动低温抗性相关的基因来抵抗瑟瑟的晚风。生物钟的调控机制让植物能够尽可能掌握住生存的契机。

生物钟的存在,在进化上是非常保守的,在现代的科学研究当中发现生物钟基因的缺陷会引起很多节律的紊乱现象。

植物下游有很多的靶基因,受生物钟直接调控,那么调控的这些靶基因参与的生长过程是非常广泛的。如植物的开花时间,这将影响授粉环节以及果实的成熟。

植物生物钟会影响激素的合成和表达,从而影响植物的生长与发育过程。植物生长在自然界当中,要跟其它的物种进行互作,会受到各种生物胁迫以及非生物胁迫。非生物胁迫在自然界中是非常存在的,比如说是高温,低温这两个极端的温度条件,还有干旱、盐碱,这都属于非生物胁迫,而这些基因的上游都有很多生物钟基因在调控它们关键的转录和表达的调控过程。

如蚕会吃桑叶,根据蚕吃桑叶的时间,桑树会调动它的免疫系统来产生抗性,比如让桑叶不好吃,那么这就是按照它的节律来进行时间点的调控。

在桑蚕出没的时间,叶片分泌特殊的物质来改变味道,让原本打算饱餐一顿的蚕宝宝们败兴而归。植物作为固着生长的生命体,无论是雨露阳光,还是严寒风霜,都必须凛然面对。

在与大自然的博弈中,它们早已熟悉了对方的战术,并且总结出一套防御攻略。什么时间转动叶片能获得更多的阳光,什么时间开花最利于授粉,看似平淡无奇的现象都遵循着稳定的时间轨迹。

在自然发现史上有一个非常重要的科学家叫林奈,他发现花园里的不同品种的植物花瓣在一天当中开放是有特定时间点的,可以摆出一个钟表,比如菊科植物倾向于早晨起来开花,旋花科像牵牛,选择在下午开花。夜来香喜欢在晚上开花,这就是林奈的花钟。

花开,大自然中的美妙景致。每种花也有自己固定的绽放时间,它们同样是时间的拥趸。

无论是旭日东升还是夕阳西下,生命体每时每刻都能按照节律的调控,达到最优化的生理状态。生物节律如同乐谱,能够演奏出和谐的旋律。

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