圣诞树背后的科学：针叶树如何抵御冬季最恶劣的天气

随着节日的临近，云杉和松树等常绿针叶树装饰着世界各地的房屋。但是，虽然圣诞树给我们的生活带来了温暖和欢乐，但它们在自然栖息地却忍受着地球上一些最恶劣的条件

大多数人理所当然地认为，在寒冷的冬天和北方森林刺眼的阳光下，针叶会保持郁郁葱葱的绿色，但现在科学家们可以揭开针叶树冬季生存背后的科学

大多数绿色植物的光合过程是高度保守的；它在绿藻、郁金香和红木中的作用总体上是相同的。然而，两者之间存在差异，科学家们逐渐对差异和共性有了更多的了解

针叶树有非凡的冬季生存策略，其中一些直到最近才被人们所了解

于默奥大学的科学家与同事在《植物科学趋势》上发表的一篇文章中总结了突破

这两个研究人员都做出了贡献的两个主要发现之一是，针叶树改变了其类囊体膜的结构——光合作用发生的地方——使光系统I（PSI）和光系统II（PSII）在冬季更靠近彼此，并以一种称为溢出的特殊方式协同工作

其他人之前在不了解机制的情况下，将这一过程命名为“持续淬灭”，因为它可以使光合作用进入锁定模式数天

第二种策略与溢出并行，即针叶树在光合作用中使用特殊的路径来移动电子

这些路径被称为交替电子流，涉及黄酮二铁蛋白，有助于保持光合作用过程的平衡。这也可以防止系统在光照和冰冻温度过高时过载

此外，针叶树的光合机构在其他几个方面与开花植物（被子植物）不同。例如，它们缺乏在其他植物中发现的一些所谓的捕光蛋白

“总的来说，这可以解释为什么针叶树是北方森林的优势物种，在很少有其他物种可以生长的地方茁壮成长，也许是在挑战性较小的条件下以牺牲优势为代价。如果有的话，很少有针叶树在水、营养和温度条件都有利的地方生长，”主要作者Pushan Bag说，他在于默奥植物科学中心进行博士研究时研究了这些现象

了解这些机制也可能有助于保护，并有助于预测森林对气候变化的反应，从长远来看，可能为培育能够抵御极端天气条件的作物提供策略

合著者亚历山大·伊万诺夫补充道：“这篇论文强调了针叶树对极端冬季条件的复杂适应。通过结合结构、分子和进化的见解，它加深了我们对这些树木如何主宰地球上一些最恶劣的生态系统的理解。”