2021 年诺贝尔生理学或医学奖授予美国旧金山加州大学(UCSF) 的David Julius 教授和Scripps 研究所的 Ardem Patapuotian 教授,以表彰这两位科学家在发现温度和触觉受体上的贡献。

众所周知,地球较为合适的气候为生命提供了繁衍生息的最佳场所,地球的气温会随着太阳辐射、纬度、海陆位置等因素而产生变化。在生物进化的过程中,动、植物分别进化出了不同的机制来感知温度的变化。动物细胞主要通过膜上的 TRP 家族离子通道来作为温度的感知受体。1997 年 David Julius 教授成功筛选并克隆到辣椒素受体 VR1(TRPV1),并证明 TRPV1 不仅能够被辣椒素特异激活,还能被 42 °C 以上高温激活。随后一系列 TRP家族成员被鉴定为温度感受器(ThermoTRPs),这些成员在一定的温度下被激活,共同感知整个生理范围内的温度,其中一些家族成员还可以被薄荷醇、大蒜素等化学配体结合并激活(Castillo et al., 2018),那么植物有没有体温?他们如何感受温度的变化?

植物当然也有体温。只不过我们用手一摸,感觉它们都是冷冰冰的,仿佛只是跟随气温变化一样,实则并没有那么简单。

虽然我们不容易感受到它们的体温,但是我们经常听说某家的盆栽被热死了、冻死了。或者放在户外的蔬菜被冻伤了,不能吃了。这都说明植物也需要一定的温度条件才能存活。如果体温跟随环境温度变得太高或太低,细胞结构发生变化,体内的酶不能正确工作,都是要出问题的。

植物叶表的气孔

有经验的养花人都知道,在盛夏的中午不能给植物浇水,尤其不能浇凉水,这就和植物体温的调节有关。

水浇到土里,使土壤的温度降低,根部的收到刺激就会降低功能性,水分的吸收就减少。可叶子还是很热的,气孔打开,水分不断散失,这样植物体内的水分就越来越少了。

植物也不傻,当它意识到自己“渴了”之后,就会主动关闭叶子上的气孔,减少蒸腾。

这样一来,水分是保住了,可热量却散不出去了,于是叶部的温度就会上升。等植物觉得热比渴更难受了,就又会打开气孔来散热,然后,就更渴了...

如此反复,植物连热带渴,就快挂了。所以夏天中午浇水的结果往往是叶子干枯,越浇水越干死。故而,夏天给植物浇水,一定要早晚进行。如果非要中午浇,就必须把叶子的体温先降下来,比如挪到阴凉的地方,或者先给叶子喷水降温。

这也就是为啥自然界的植物不怕盛夏的中午下雨,一来下雨没太阳,气温也会降低;二来水是从天生下来的,叶子会得到很好的降温。

来源: 博物学