植物是如何獲知時間的

Credit: bakako

抬頭看看牆上的鐘或是瀟洒地甩手露出鍍金鑲鑽的手錶，我們就能夠輕易地知道時間。但是對於沒有眼睛和耳朵的植物來說，要想獲取時間就沒有那麼容易了。

但是植物們對了解時間的需求遠高於人類，因為它們需要陽光幫助它們製造養分。而無知的高級生物們一直在探索植物感受時間的方式。不止一種植物具有能調節其生命活動的內置計時器，對它們的研究能破解它們的奧秘，使其為我們製造更多的食物。

來自南方衛理公會大學的科學小組針對擬南芥中的幾種特定蛋白質，開始了對植物的晝夜節律的研究。擬南芥是植物界的小白鼠，擬南芥的生長根據光照周期和強度的不同而有所不同。一種叫做Zeitlupe或ZTL的蛋白質會在藍光的照射下改變結構，但是大約一個半小時後，它又會變回原來的樣子，研究人員對於ZTL這種計時功能還有太多是不知道的。所以他們聯合了其他科學家深入研究了ZTL和另一種叫做FKF1的蛋白質。

如果你還記得在高中學過的生物知識的話，那麼應該知道蛋白質的結構決定功能。也就是說蛋白質結構的改變會導致蛋白質作用以及蛋白質間相互作用的改變。科學家們分析了這種蛋白質的結構，並且研究了保持其結構的化學鍵能夠存在多長時間。

他們得出的結果顯示ZTL在擬南芥中扮演著沙漏的作用，藍光的照射則是引發這些變化的開端，它促進了ZTL內部形成化學鍵。這種植物內部時鐘走的快或慢是由ZTL能保持多久結構而決定的。這個結果是說得通的，因為無論明暗ZTL都能發生降解，而FKF1隻會在明亮的情況下降解。

簡單地說，這種能對光做出反應的蛋白質告訴其它蛋白質如何根據時間來活動。也就是說，這能讓植物知道它應該在白天做什麼(如開花)晚上做什麼(如生長)。

有人對ZTL和FKF1還抱有很多問題，例如它們結構的細節，以及具體到擬南芥中ZTL的屬性。儘管這項研究只研究了複雜系統中的兩種蛋白質，但是在其它植物中也有類似於ZTL和FKF1的蛋白質，作為植物的內部時鐘在運行著。

最後，研究人員希望了解更多植物對光做出回應的細節。了解了這些信息，我們將可以通過控制植物生長的時間來提高農作物的產量。

我(原文作者)想知道的是，植物起床要定多少個鬧鐘呢？

本文譯自 gizmodo，由譯者 bakako 基於創作共用協議(BY-NC)發布。Ryan F. Mandelbaum

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