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提出荒漠植物吸收水分新模式

提出荒漠植物吸收水分模式

中科院新疆生地所张元明团队与美国科学家合作,以齿肋赤藓为研究材料,阐明了荒漠植物叶片特殊结构在植物体适应干旱环境中的重要作用,揭示了荒漠植物高效利用干燥空气水分维持生命的机制,提出了荒漠植物“由上至下”吸收水分的模式。成果日前发表于《自然—植物学》

齿肋赤藓在世界各地沙漠中广泛分布,具有独特有效的脱水复苏机制,在荒漠生态系统中,此类复苏植物比其他植物具有更大的生存优势。有关该植物如何从干旱环境(空气)中收集和运输水分的机制一直未知。

研究人员发现,齿肋赤藓的假根系统并没有水分吸收的作用,而其叶片顶端的白色芒尖是其适应干旱环境的关键。叶片顶端的芒尖分布有从纳米、微米到厘米等不同尺度的水分收集与传输系统,具有采集和运输水分的多种模式,分别将空气中的水分子形成水核、水膜和水滴,然后将这些水滴通过毛细管作用迅速运输到芒尖底部的叶面,被叶片吸收。

研究发现,从更宏观的尺度看,齿肋赤藓以聚集生长的方式覆盖在沙漠表面,密集的叶片芒尖能够有效地吸收雨滴打击的能量,从而最大程度地减少雨滴的飞溅和水分的损失,有利于水分的保持和吸收。(来源:中国科学报 彭科峰)

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