萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)，漫談植物的光合作用

冬季午后的暖陽(yáng)，總會(huì)讓人心情舒暢。讓人忍不住搬出小椅子，享受來(lái)自大自然的溫暖。但此時(shí)，對(duì)著陽(yáng)光，你是否會(huì)想，太陽(yáng)對(duì)于地球萬(wàn)物的意義呢？

 從地球生命伊始到萬(wàn)物繁衍生息，太陽(yáng)為各類復(fù)雜的化學(xué)變化提供著能量。而植物，作為生態(tài)系統(tǒng)的底層，它們的生長(zhǎng)更與太陽(yáng)息息相關(guān)。今天，小轉(zhuǎn)就和大家聊聊植物們是如何利用太陽(yáng)能讓自己茁壯成長(zhǎng)的。

  “愛(ài)曬太陽(yáng)“不要緊，植物也要做“防曬”

 說(shuō)到植物和陽(yáng)光，“光合作用”是不是作為生物愛(ài)好者的你，腦海里閃過(guò)的*個(gè)詞匯呢？

光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物,并釋放出氧的過(guò)程。在進(jìn)行光合作用時(shí)，溫暖的陽(yáng)光是植物制造有機(jī)的“動(dòng)力”。但對(duì)于植物而言，陽(yáng)光也不是曬得越多越好，必要的“防曬“對(duì)植物的生長(zhǎng)也很重要呢。

科學(xué)研究表明，提高一定的光照強(qiáng)度，確實(shí)有助于植物生產(chǎn)有機(jī)物，但過(guò)量的光能會(huì)導(dǎo)致植物光合作用裝置的氧化性損傷。

于是植物逐漸進(jìn)化出了一種保護(hù)機(jī)制：在高光照條件下，植物的葉綠體中會(huì)產(chǎn)生一種蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)可以誘發(fā)一種非常有效的高光保護(hù)機(jī)制——把植物捕獲到的光能以熱量的方式釋放出去，從而減少或避免光氧化性損傷，科學(xué)家把這一機(jī)制稱之為“非光化學(xué)淬滅”。

基因改造，提高光合作用的制勝法寶

 “非光化學(xué)淬滅”的機(jī)制雖然能夠有效的防止植物“曬傷”。但在陽(yáng)光減少的時(shí)候，如果關(guān)閉得不夠迅速，光合作用就不能有效工作，進(jìn)而大大損失了有機(jī)物制造的效率。因此，如何提高植物的光合作用，產(chǎn)生更多的有機(jī)物，養(yǎng)活地球上更多的其他生物，就成了很多科學(xué)家探索的重點(diǎn)。 

近期，美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室以煙草為研究對(duì)象，對(duì)參與“非光化學(xué)淬滅”過(guò)程的３個(gè)基因進(jìn)行改造，可以加快光照減弱時(shí)，“非光化學(xué)淬滅”機(jī)制的關(guān)閉。這也就意味著，植物可以更快地提升陰影下的光合作用效率。

研究人員表示，由于作物一半的光合作用是在有各種陰影時(shí)進(jìn)行的，這可以帶來(lái)很大好處。實(shí)驗(yàn)也表明，經(jīng)過(guò)基因改造煙草的產(chǎn)量可以提高14％到20％。另外，研究人員正在對(duì)大米和其他糧食作物進(jìn)行相同的基因改造，希望在其他作物上也能取得相似的增產(chǎn)結(jié)果。

話說(shuō)，機(jī)構(gòu)糧食及農(nóng)業(yè)組織預(yù)測(cè)，糧食產(chǎn)量需要在2050年前翻一番，才能滿足日益增長(zhǎng)的需求。相信這項(xiàng)新技術(shù)，一定會(huì)為解決糧食問(wèn)題提供很大幫助