水中的擬南芥。

植物沒有視覺器官，那么它們如何知道光從哪里來呢？在一項結合了生物學和工程學專業(yè)知識的研究中，瑞士洛桑大學和洛桑聯(lián)邦理工學院的聯(lián)合研究團隊發(fā)現(xiàn)，光敏植物組織利用空氣和水之間界面的光學特性來產生對植物“可見”的光梯度。研究結果發(fā)表在最新一期《科學》雜志上。

感知光線從哪里來對植物來說尤其重要，植物利用這一信息來定位其器官，這一現(xiàn)象被稱為向光性。這使它們能夠捕獲更多的太陽光，然后通過光合作用將其轉化為化學能。

盡管引發(fā)向光性的光感受器早已為人所知，但光敏植物組織的光學特性仍然是一個謎。此次，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種令人驚訝的組織特征，使植物能夠檢測到定向光信號。

研究人員觀察了模式生物擬南芥的一個突變體，發(fā)現(xiàn)它的莖非常透明。他們發(fā)現(xiàn)，野生植物幼莖的天然乳白色外觀實際上是由于各種組織中的細胞間通道中存在空氣。在擬南芥突變體標本中，空氣被水溶液取代，從而使它們呈現(xiàn)出半透明的外觀。

充滿空氣的通道使光敏莖能建立可被植物“讀取”的光梯度，據(jù)此植物可確定光的來源，這種現(xiàn)象是由于構成大部分活體組織的空氣和水的光學特性不同所致。具體地說，空氣和水具有不同的折射率，這會導致光在穿過幼苗時發(fā)生散射。

研究人員由此揭示了一種新機制，這種機制使生物體能夠感知光的來源，以調整器官（如葉子）位置，進而優(yōu)化光合作用。（記者張佳欣）

責任編輯：魏敏