植物的能量----生物进化中的奇妙过程:
(五)根系能量策略分配:静定慧中的自然进化
姜联合
人类认识自然的一次重大飞跃,就是能量守恒定律的建立,经历了几个世纪的能量守恒定律,成为最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一。能量的守恒同样表现在大自然的生物进化中,植物体通过能量的转化和传递延展着永续的生存和多样性,这种能量转化的过程表现在植物生长的各个阶段,它们通过种子休眠蓄积能量,表达着智慧进化;又通过光合基因吸收能量,表达着奇妙进化过程的关键枢纽;还通过花的结构性发育实现能量的绽放;通过果实的成熟实现能量的调动和调控;通过根系在植物进化中的营养策略实现能量分配;通过能量的流动与外界的环境适应,完成着整个的生命周期和轮回。
大自然在生物进化中表现出的奇妙过程,都与能量有着千丝万缕的联系,我们看到的植物发芽、开花、落叶、结果、休眠的过程中,能量到底是怎样在植物体内流动的,又有哪些关键的能量枢纽呢?
(一) 原初光能的密码:遮不住的春色满园
(二) 花器官能量的绽放:与花相濡以沫
(三) 果实成熟的能量调控:浓了万家,醉了千家
(四) 种子的休眠与萌动:能量蓄积的惊艳
(五) 根系能量策略分配:静定慧中的自然进化
(六) 植物与外界能量的交流:生命共同体的建立
作者将一一为你揭开密码,解读科学,理解自然的智慧,在与中华文化一脉相承中,感受其中的韵味吧。
(五)根系能量策略分配:静定慧中的自然进化
根是植物的生命主体,最先彰显生命进化过程就是根的出现了,根被称为植物登陆的“腿”,最早的植物,如藻类、苔藓等,都是生活在水里的。科学家说:“根是植物登陆的关键,真正的根的出现和演化很可能推动了全球39万种高等植物的进化。”
在获取水分和营养能量的过程中,根完成着使命,隐藏在地下的植物根系,无论是主根、侧根、不定根,都在植物进化中,通过形态的变化和能量的吸收策略,将其所含能量策略分配。最明显的,木本植物的根粗而密,草本植物的根细而疏。不同的植物与环境适应,还有着不同的养分水分吸收策略,湿润地带,不同植物的根共享水分,自由生长;干旱地带,不同植物的根则通过根的生长方向和分枝策略多方探求水分养分能量的来源;即使在最严酷干旱寒冷的环境中,进化中的根系依然让植物嫣然开放、傲霜挺立。
在根系能量的策略分配中表现出自然进化中很高的智慧,根是生命进化过程中“静定慧”的体现,寻‘根’问‘道’的来源也是基于此吧。“咬定青山不放松,立根原在破岩中”、“过桥分野色,移石动云根” 、“天北天南绕路边,托根无处不延绵”,根系能量策略分配所展现的“静定慧”也彰显在中华传统文化的智慧中了。
最近科学家还揭示了根的起源和分子进化路线,科学家在研究蕨类植物时,发现生长素是控制不定根和侧根发生的核心激素,生长素信号通路直接激活CrWOXA的表达以形成根创始细胞,CrWOXA直接激活CrWUL的表达使得根创始细胞分裂为根尖,“生长素-WOX”分子通路用于根创始细胞和根器官的起源与进化。
CrWOXA和CrWUL都是WOX家族的转录因子基因。WOX转录因子家族是植物特有的一个转录因子家族,其特征序列是含有一个由65个氨基酸残基组成的同源异型结构域,在植物生长发育调控以及逆境适应过程中起着重要的调控作用,看来在生物器官分子进化的路途中,相互关联促进协作,秘密还真不少呢。
科学无限,自然生长,步步能量转化尽在变化与探索中。
今天是正月十五,元宵团聚,根脉相连,滋养新的生命,炎黄绵绵流长!
《根脉》(姜联合画)
来源于“自然生态科普文化”公众号