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植物篇——02 杉叶藻 (Hippuris vulgaris),又称马尾藻,是一种广泛分布于北半球的多年生水生草本植物。它并非真正的“藻类”,而是一种高等植物。 形态特征 杉叶藻的形态独特,极具辨识度。其主要特征包括: 茎: 茎直立,部分沉水,部分挺出水面,像一棵微型的松树或杉树,因而得名。茎通常不分枝,高度可从15厘米到60厘米不等。 叶: 叶片呈线形,柔软,6到12片轮生于茎节上。沉水叶较长,挺水叶较短。这种密集的轮生叶序使其外观酷似马的尾巴,故英文名为“Mare's-tail”。 根: 根状茎匍匐生长在水底的泥中,并从中长出许多须根。 生长环境与分布 杉叶藻偏爱生长在清澈、流动缓慢的浅水中,如池塘、湖泊、沼泽、溪流和沟渠的边缘。它是一种广布种,遍及亚洲、欧洲、北美洲以及南美洲部分地区。在中国,它常见于东北、华北、西北以及西藏等地的湿地环境中。 分类学 在分类学上,杉叶藻的归属经历了一些变动。传统上它被单独列为杉叶藻科 (Hippuridaceae),但现代的APG(被子植物种系发育)分类系统根据基因测序,已将其并入车前科 (Plantaginaceae)。 界: 植物界 (Plantae) 门: 被子植物门 (Angiospermae) 纲: 双子叶植物纲 (Dicotyledoneae) 目: 唇形目 (Lamiales) 科: 车前科 (Plantaginaceae) 属: 杉叶藻属 (Hippuris) 种: 杉叶藻 (H. vulgaris) 生态与用途 杉叶藻在湿地生态系统中扮演着重要的角色,为许多水生无脊椎动物和小型鱼类提供庇护所和食物来源。此外,它在一些地区也有传统用途: 药用: 在藏药中,杉叶藻的全草被用作药材,称为“丹布嘎拉”,据称有清热的功效。 观赏: 因其独特的外形,杉叶藻有时也被用作水族箱或池塘中的观赏植物。 值得注意的是,请不要将杉叶藻与一些名称相似的藻类混淆,例如具有入侵性的杉叶蕨藻 (Caulerpa taxifolia),后者是一种真正的海藻。
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我国科学家破解海洋浮游植物高效光合作用之。海洋里一种不起眼的微小藻类,为何拥有惊人的光合“超能力”?这个谜底被中国科学家揭开了。《科学》杂志12日以封面文章的形式发表了一项关于海洋浮游植物如何高效利用光能的研究成果,来自中国科学院植物研究所的科研人员,首次揭开高碳汇微藻——颗石藻高效捕获光能的奥秘。这是理解生物如何进化以适应环境的一项重大发现。 颗石藻是海洋中广泛存在的一类浮游植物,其碳酸钙外壳在全球碳循环中扮演着重要角色。“这种藻类能适应不同深度的光照环境,通过高效的光合作用快速生长。然而,它们究竟如何捕捉和利用光能,科学界一直没有搞清楚。”论文共同通讯作者、中国科学院植物研究所研究员王文达说。 在这项研究中,科研人员成功从赫氏艾米里颗石藻中纯化并解析出一种名为“光系统I-岩藻黄素叶绿素a/c结合蛋白超级复合物”的三维结构。这是一个分子量高达1.66兆道尔顿的巨型光合膜蛋白机器,其规模远超以往认知,由51个蛋白亚基和819个色素分子组成,结构极为复杂。 研究发现,该复合物周围环绕着38个捕光天线,以模块化形式呈放射状排列,形成巨大的光捕获网络。它的捕光面积是典型陆地植物的4至5倍。更令人惊叹的是,该复合物的光能转化效率超过95%,与高等植物相当,展现出极高效的能量传递能力。 “我们还发现,该复合物中富含叶绿素c和岩藻黄素等色素,特别擅长吸收深海区域中的蓝绿光,从而适应弱光环境。”论文共同通讯作者、中国科学院植物研究所研究员田利金说,“同时,这些色素排列紧密、能量传递路径畅通,避免了能量耗散,从而实现了近乎极限的光能利用效率。” 王文达表示,这项研究揭开颗石藻高效利用光能的秘密,为探索光合作用机理提供了新模型。基于这一发现,我们未来有望设计出新型光合作用蛋白,甚至培育出能吸收更多二氧化碳的生物品种,这对发展合成生物学和应对气候变化都具有重要意义。
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