*Tidestromia oblongifolia* 對抗極端高溫的適應機制:旱地作物的典範

编辑者: Anulyazolotko Anulyazolotko

在加州死亡谷(Death Valley)的嚴酷環境下,夏季氣溫經常突破 50°C 的驚人門檻。科學家們在這樣極端的高溫條件下,記錄到一種名為「亞利桑那蜜灌木」(*Tidestromia oblongifolia*)的植物展現出非凡的生命力。這項研究成果已於 2025 年 11 月公佈,結果顯示,這種沙漠特有種不僅能夠承受熱壓力,甚至能在對大多數物種而言是致命的環境中,加速其生長與光合作用過程。研究人員模擬了死亡谷的惡劣環境,發現與其親緣關係相近的耐熱物種會完全停止代謝活動,然而 *T. oblongifolia* 在受控實驗的短短十天內,總生物量竟能增加三倍。

密西根州立大學(MSU)的研究人員,包括李承妍教授(Professor Lee Syng-Yen)和卡琳·普拉多專家(Specialist Karin Prado),確定了該植物進行光合作用的最佳溫度達到了創紀錄的 45°C。這是目前已知植物中最高的光合作用溫度紀錄。這種驚人的適應能力,其核心在於關鍵的細胞結構重組。細胞層面的分析揭示了細胞器的重新排列:粒線體會遷移到緊鄰葉綠體的位置,以優化能量傳輸。

負責固定二氧化碳的葉綠體本身也經歷了形態學上的改變,呈現出獨特的「杯狀」結構。這種形態在高等植物中前所未見。研究指出,這種結構上的變異對於提高揮發性二氧化碳的捕獲效率至關重要。在高溫缺水的環境下,維持代謝活動必須依賴這種高效的捕獲機制,這解釋了 *T. oblongifolia* 如何能在極端條件下維持高效率的生長。

由美國和中國專家共同進行的基因研究,成功解讀了 *Tidestromia oblongifolia* 的基因組。這些深入的探究發現了特定的基因變異,正是這些變異使該植物得以在地球上最乾燥、最炎熱的地區之一繁茂生長,該地區夏季氣溫可能超過 35°C。此外,在受到熱應激的 24 小時內,數千個基因會被激活,啟動保護機制以穩定蛋白質和細胞膜。研究人員還觀察到,該植物會增加 Rubisco 活化酶的產量,這有助於在 45°C 的高溫下維持光合作用的效率。

科學家們強調,這些經過數百萬年進化磨練出來的精妙機制,為農業技術提供了一份現成的「路線圖」。在全球氣候變遷的挑戰下,*Tidestromia oblongifolia* 不僅僅是極端環境下的生存典範,更是二十一世紀農業領域中,實現韌性與永續發展的關鍵模型。

來源

  • infobae

  • ScienceDaily

  • Phys.org

  • Science News

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