从灰烬中崛起:植物如何从森林火灾中获益

布雷特史密斯为redOrbit.com - 你的宇宙在线森林火灾是植物死亡和破坏的主要原因,但它们也可以成为生命的源泉,因为一些休眠的种子在肆虐的地狱之后开始发芽

以前的研究表明,燃烧树木的烟雾中的化学物质称为“karrikins”,它负责这种类似凤凰的重生

现在,“美国国家科学院院刊”的一项新研究描述了karrakin介导的种子激活背后机制的新细节

“这是我们真正不了解的地球生态系统更新的一个非常重要和基本的过程,”共同作者,圣地亚哥Salk研究所教授兼生物学主任Joseph P. Noel说

“现在我们知道它是如何发生的分子触发因素

”在这项研究中,科学家首先研究了一种叫做KAI2的植物蛋白的结构,该蛋白存在于与karrikins结合的休眠种子中

通过比较结合形式和未结合形式的蛋白质,该团队能够确定KAI2如何使种子识别其环境中存在的karrikin

根据该报告,“晶体学分析和配体结合实验”使该团队能够识别karrikins和KAI2之间的分子键

“但是,更重要的是,我们现在也知道,当karrikin与KAI2蛋白结合时,它会导致其形状发生变化,”该研究的共同作者Yongxia Guo说道,他是Salk研究所的结构酶学家和研究员

Salk研究助理和植物遗传学家Zuyu Zheng补充说,KAI2形状变化可能导致信号与种子中其他蛋白质的连锁反应

“这些其他的蛋白质参与者,与karrikin和KAI2一起,产生的信号在野火之后的正确地点和时间引起种子萌发,”郑说

研究人员对拟南芥进行了实验,拟南芥是研究人员中一种受欢迎的实验室植物然而,科学家表示,在许多植物物种中最有可能发现相同的karrikin-KAI2化学信号传导

“在植物中,这个酶家族的一个成员已经通过自然选择以某种方式被招募,以在烟雾和灰烬中结合这种分子并产生这种信号,”Noel解释道

“当植物生态系统开始在陆地上繁盛时,KAI2可能会进化,火灾成为生态系统中非常重要的一部分,可以释放死亡和死亡植物中锁定的营养物质

”研究人员通过说明需要做更多的工作来完成他们的报告

为了从头到尾了解完整的机制,但其他科学家和政策制定者仍然可以考虑现有的结果

在过去的50年里,森林保护战略发生了很大变化

美国公园服务用于积极抑制森林火灾,直到他们意识到成熟的森林在某种程度上依赖于定期火灾释放重要的矿物和化学物质

“当黄石国家公园在1988年被允许燃烧时,许多人认为它永远不会恢复到以前的美丽,”加州大学研究员詹姆斯·拉克莱尔说

“但是到了接下来的春天,当降雨到来时,在营养丰富的灰烬和烧焦的地面上开了一堆开花植物

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