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

　　近日，在即將結題驗收的“973”計劃——《干旱區鹽堿土碳過(guò)程與全球變化》項目中，科學(xué)家有了新的發(fā)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(xué)院新疆生態(tài)地理所研究員張元明在古爾班通古特沙漠采樣時(shí)，發(fā)現荒漠藻類(lèi)植物、地衣、苔蘚能夠頑強地在沙土上生長(cháng)，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(lèi)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(cháng)期的進(jìn)化過(guò)程中，生物結皮苔蘚植物能夠在失水后較短的復水時(shí)間內實(shí)現高效的光能吸收、傳遞和轉化，并能顯著(zhù)影響土壤和大氣界面的碳交換強度。

　　據觀(guān)察，無(wú)論在黑暗條件下還是光照條件下進(jìn)行復水，復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。初期的快速恢復過(guò)程在復水3分鐘內完成，在這個(gè)過(guò)程中，超過(guò)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(guò)程中，質(zhì)體醌庫的還原水平及從內周天線(xiàn)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(tài)的齒肋赤蘚的光系統Ⅱ存在能量傳遞現象，這種現象的發(fā)生可能與光系統Ⅱ的結構功能有關(guān)——它在失水期間沒(méi)有完全停止生理活動(dòng)，其葉綠體雙層膜結構保持完整，可通過(guò)保留最小的光合器官活性度過(guò)干旱季節。”張元明在實(shí)驗過(guò)程中發(fā)現了這個(gè)有趣的結果。

　　業(yè)內專(zhuān)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(jìn)化適應機制都具有重要的理論意義，也對干旱區農業(yè)生產(chǎn)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(huán)境中生存？哪些開(kāi)關(guān)控制它的生存狀態(tài)？等進(jìn)一步研究結果揭曉時(shí)，或許節水就不是現在的概念了。”張元明告訴記者。