在无叶兰花根部发现的叶状光合作用

光合作用是植物将阳光转化为生存和生长所需的能量(糖)的过程。对于大多数植物来说，这发生在含有叶绿素的叶子中;一种绿色色素，对光合作用至关重要，因为它吸收光。

然而，一些植物已经进化出非常规的光合作用方式。最近，Suetsugu Kenji教授及其同事发现，无叶附生兰花可以通过其根进行复杂的光合作用。附生植物通常被称为“空气植物”，因为它们生长在其他植物或物体之上，不附着在地面上。

这种特殊的无叶兰花的绿色根和密切相关的多叶兰花物种的叶子都显示出大量的光合色素含量，高光合电子传递活性和夜间CO2吸收，以及光合气体交换的高容量。换句话说，这些发现表明它的根以类似于叶子的方式进行光合作用。

无叶作为植物进化的一个显着特征的出现是一个迷人而具有挑战性的话题，因为人们普遍认为叶子是光合作用的高度特化的器官。然而，一些兰花具有能够进行光合作用的含叶绿素的根，这对植物的光合作用和吸水功能有很大贡献。有趣的是，某些附生兰花，以下简称“无叶附生兰花”，具有绿色的气生根，缩写的茎和高度减少的鳞片状叶子。

无叶附生兰花表现出一种独特的无叶类型，其特点是它们的枝条大量减少，导致没有净碳增益。根是植物可以用来产生自身能量的唯一器官。因此，假设它们的根比密切相关的多叶物种的根更专门用于光合作用。然而，人们对无叶附生兰花根部的光合作用功能知之甚少。

为了解决这一知识差距，研究人员专注于绦虫属，该属包含大多数无叶附生兰花。幸运的是，为了进行比较，日本绦虫物种T. aphyllum经常与多叶密切相关的物种Thrixspermum japonicum共同出现。研究人员的目标是通过比较Ta的光合特性来提高对无叶附生兰花如何进行光合作用的理解。桫椤的气生根与桫椤的叶和根。

结果表明，无叶附生兰根系的光合效率显著高于同一地区同生的近亲多叶兰。此外，根缺乏气孔(可以交换CO2和植物与周围环境之间的水)表现出夜间一氧化碳2吸收，类似于日本叶子的吸收，可能是由根部的特殊通气细胞促进的。

这些发现与关于光合作用和根的典型作用的普遍看法相矛盾。该研究由Suetsugu教授(神户大学理学研究科)领导，并于14年2023月<>日在《新植物学家》上在线发表论文。

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