“干死”十二年給水就燦爛科學家發現迅速復活的苔蘚植物

　　近日，在即將結題驗收的“973”計劃——《干旱區鹽堿土碳過程與全球變化》項目中，科學家有了新的發現：一種名為齒肋赤蘚的苔蘚植物，作為標本“干死”十二年，在給水的條件下能迅速復活。

　　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，與土壤形成一層黑黢黢的、干燥的團聚體結構——土壤生物結皮。一遇水，土壤生物結皮5秒內迅速變綠，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，廣泛分布于世界的干旱、半干旱地區。在長期的進化過程中，生物結皮苔蘚植物能夠在失水后較短的復水時間內實現高效的光能吸收、傳遞和轉化，并能顯著影響土壤和大氣界面的碳交換強度。

　　據觀察，無論在黑暗條件下還是光照條件下進行復水，復水后的齒肋赤蘚都能從失水狀態的深灰色迅速變成綠色。初期的快速恢復過程在復水3分鐘內完成，在這個過程中，超過80%的光系統Ⅱ活性在復水0.5分鐘內得到恢復。在后期的慢恢復過程中，質體醌庫的還原水平及從內周天線到光系統Ⅱ反應中心的能量傳遞也在復水10分鐘左右逐漸達到平衡。

　　“失水狀態的齒肋赤蘚的光系統Ⅱ存在能量傳遞現象，這種現象的發生可能與光系統Ⅱ的結構功能有關——它在失水期間沒有完全停止生理活動，其葉綠體雙層膜結構保持完整，可通過保留最小的光合器官活性度過干旱季節。”張元明在實驗過程中發現了這個有趣的結果。

　　業內專家認為，該研究結果對于認識齒肋赤蘚的快速恢復光合作用的機制、解釋其高效碳同化的進化適應機制都具有重要的理論意義，也對干旱區農業生產和良種培育有重要意義。

　　“干旱區的植物為什么能在荒漠干旱環境中生存?哪些開關控制它的生存狀態?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。