近日，在即將結(jié)題驗(yàn)收的“973”計(jì)劃——《干旱區(qū)鹽堿土碳過(guò)程與變化》項(xiàng)目中，科學(xué)家有了新的發(fā)現(xiàn)：一種名為齒肋赤蘚的苔蘚植物，作為標(biāo)本“干死”十二年，在給水的條件下能迅速?gòu)?fù)活。

2003年，中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)地理所研究員張?jiān)髟诠艩柊嗤ü盘厣衬蓸訒r(shí)，發(fā)現(xiàn)荒漠藻類(lèi)植物、地衣、苔蘚能夠頑強(qiáng)地在沙土上生長(zhǎng)，與土壤形成一層黑黢黢的、干燥的團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)——土壤生物結(jié)皮。一遇水，土壤生物結(jié)皮5秒內(nèi)迅速變綠，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，像是給地表鋪上了一層綠色的地毯。

蘚類(lèi)植物是土壤生物結(jié)皮的主要組成成分，廣泛分布于世界的干旱、半干旱地區(qū)。在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中，生物結(jié)皮苔蘚植物能夠在失水后較短的復(fù)水時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)的光能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化，并能顯著影響土壤和大氣界面的碳交換強(qiáng)度。

據(jù)觀察，無(wú)論在黑暗條件下還是光照條件下進(jìn)行復(fù)水，復(fù)水后的齒肋赤蘚都能從失水狀態(tài)的深灰色迅速變成綠色。初期的快速恢復(fù)過(guò)程在復(fù)水3分鐘內(nèi)完成，在這個(gè)過(guò)程中，超過(guò)80%的光系統(tǒng)Ⅱ活性在復(fù)水0.5分鐘內(nèi)得到恢復(fù)。在后期的慢恢復(fù)過(guò)程中，質(zhì)體醌庫(kù)的還原水平及從內(nèi)周天線(xiàn)到光系統(tǒng)Ⅱ反應(yīng)中心的能量傳遞也在復(fù)水10分鐘左右逐漸達(dá)到平衡。

“失水狀態(tài)的齒肋赤蘚的光系統(tǒng)Ⅱ存在能量傳遞現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的發(fā)生可能與光系統(tǒng)Ⅱ的結(jié)構(gòu)功能有關(guān)——它在失水期間沒(méi)有*停止生理活動(dòng)，其葉綠體雙層膜結(jié)構(gòu)保持完整，可通過(guò)保留zui小的光合器官活性度過(guò)干旱季節(jié)。”張?jiān)髟趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了這個(gè)有趣的結(jié)果。

業(yè)內(nèi)專(zhuān)家認(rèn)為，該研究結(jié)果對(duì)于認(rèn)識(shí)齒肋赤蘚的快速恢復(fù)光合作用的機(jī)制、解釋其碳同化的進(jìn)化適應(yīng)機(jī)制都具有重要的理論意義，也對(duì)干旱區(qū)農(nóng)業(yè)生物試劑和良種培育有重要意義。

“干旱區(qū)的植物為什么能在荒漠干旱環(huán)境中生存？哪些開(kāi)關(guān)控制它的生存狀態(tài)？等進(jìn)一步研究結(jié)果揭曉時(shí)，或許節(jié)水就不是現(xiàn)在的概念了。”張?jiān)鞲嬖V記者。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 （2013-11-14 第4版 綜合）