每个人可能都被植物的刺刺过,小时候光着脚丫子被荆棘刺,长大后采摘爱情被玫瑰刺,每一刺都痛彻心髓,刻骨铭心。那么这些植物为什么要长刺呢?你可能很简单就能做出正确的回答:避免自己被饥不择食的动物打来吃了。然而另一个问题你可能就无法回答了,植物的刺是怎么来的呢?
耶鲁大学细胞和发育生物学教授兼伊顿教授维维安·伊里什(Vivian Irish)说,植物的刺,就像人类手臂上浓浓的汗毛,是从皮肤上长出来的,比如玫瑰、蔷薇的刺;有从枝干的枝条特化而成的,比如山楂和柑橘的刺;还有从叶子退化而成的,比如仙人掌的刺。
然而再进一步,植物这些刺究竟是怎么长出来的呢,比如,哺乳动物在发育的时候,会有各种基因控制哪些细胞发育成肝脏,哪些发育成心脏、肺,哪些发育成手指、脚趾。植物是不是也有基因,控制哪些细胞发育成刺呢?
答案是肯定的,伊里什是个干细胞专家,她带领的研究小组发现,柑橘类植物的刺,凑巧也是由干细胞发育而来的。不过与动物和植物中典型的可以继续分裂的干细胞不同,刺干细胞会经历程序性的停滞,这是因为细胞中的两个调节基因TI1(THORN IDENTITY1)和TI2(THORN IDENTITY2)会逐渐关闭发育中的刺干细胞活性,从而让刺逐渐变细,直到只有尖锐的末端为止。
为了证明他们的发现,研究人员敲除了这两个基因,结果刺干细胞又开始重新发育了,这些刺也长成了新的枝条。
哇,我已经为大自然的神奇瞠目结舌了,科学家们现在已经在接管上帝的工作了,动植物们用了几百万甚至几千万年进化出来的,避免牛嚼牡丹,猪吞玫瑰悲剧发生的本领,就这么轻松一“敲”就给破解了,植物们是不是已经欲哭无泪,在心里破口大骂了呢?长此以往,动植物们岂不是只能任由宰割了?人类岂不是真的要成上帝了?
不过现在本来就什么都由人类掌控了,真正被破解的植物当然也不用担心被随意吃掉的命运,而是会得到极好的保护。这项研究可以改变柑橘及其它农作物的种植方式,避免对劳动者造成不便和伤害。嗯,或许你采摘爱情的时候,也不怕再被玫瑰刺得遍体鳞伤了。
这项研究发表在6月18日《当前生物学》杂志上。
Current Biology:Reprogramming of Stem Cell Activity to Convert Thorns into Branches
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