乌梅大学 功劳:斯特凡·扬松和蒲山包 当大多数树木落叶时，用作圣诞树的针叶树如何在寒冷的冬天保持绿色的针叶？科学还没有为这个问题提供一个很好的答案，但是现在一个国际科学家小组，包括乌默大学的研究人员，已经破译了光合作用机制中的一条捷径，使松树的针叶保持绿色
这项研究发表在《自然通讯》杂志上
在冬天，光能被绿色叶绿素分子吸收，但不能被光合作用机制中的下游反应所利用，因为冻结的温度会停止大多数生物化学反应
这在初春的时候尤其成问题，那时气温仍然很低，但是阳光已经很强了，过多的光能会损害光合作用机制的蛋白质
研究人员表明，光合机构以一种特殊的方式连接，使松针全年保持绿色
在正常情况下，两个光系统，即光能被吸收并转化为化学能的两个功能单元，保持彼此分开，以防止短路并允许有效的光合作用
冬天，两个光系统所在的类囊体膜的结构被重组，使两个光系统物理接触
研究人员表明，光系统二直接向光系统一提供能量，当条件变得恶劣时，这种捷径模式保护绿色叶绿素和针叶
“我们已经跟踪了生长在瑞典北部乌默奥的几棵松树三个季节，”普山·包博士说
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乌默大学的一名学生，他一年到头都在收集样本，并做了许多分析
“我们可以直接在户外用针来工作，这是非常重要的，以防止它们在我们分析之前适应实验室环境的高温，例如用电子显微镜来观察类囊体膜的结构
" 所有的工厂都有安全阀来处理多余的光能，这些光能要么以热的形式散发，要么以荧光的形式散发
然而，只有针叶树似乎有如此强大的阀门，以至于它们可以在极寒的冬季保持光合机构完好无损
研究小组将生物化学和超快荧光分析结合起来，这是一种非常复杂的方法，可以在皮秒的时间尺度上分辨叶绿素荧光
像这样，他们可以演示松针如何处理多余的光能来保护他们敏感的光合器官免受损害
“我们需要调整设备，在寒冷的温度下研究松针，以捕捉这种独特的机制，”阿姆斯特丹自由大学的沃哈·楚胡齐纳解释说，他进行了大量的超快荧光分析
“我们也尝试过云杉针，但它们很难很好地安装到设备中
" 开发了时间分辨荧光测量的阿尔弗雷德·霍尔茨沃斯补充道:“松针给了我们研究这种捷径机制的机会——也称为溢出——因为它们确实表现出了极端的适应性
" 这项研究是针对松树进行的，但研究人员认为，其他针叶树物种的机制可能相似——比如典型的圣诞树云杉和冷杉——因为它们的光合机构相似
乌默大学的斯特凡·扬松教授说:“这种非凡的适应不仅在圣诞节期间让我们开心，事实上对人类来说也非常重要。”
“如果针叶树不能在极端恶劣的冬季气候中生存，北半球的大片地区可能不会被殖民，因为针叶树提供了木柴、住房和其他必需品
时至今日，它们仍然是环极泰加地区经济的基础
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