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在美国死亡谷存活的奇特植物 能让叶片降温

在美国死亡谷存活的奇特植物 能让叶片降温
2024年4月23日,美国加州死亡谷国家公园一景。(Mario Tama/Getty Images)
2026-08-0211:56 中港台时间
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【大纪元2026年08月02日讯】(大纪元记者陈俊村报导)美国加州死亡谷(Death Valley)是地表最热的地方之一,当地气温在夏季可高达摄氏50度以上。在如此酷热的环境下,很少有植物能生存,但有一种奇特植物具有替自己叶片降温的能力,所以能适应和生长得很好。

这种植物的学名为Tidestromia oblongifolia。它是一种灌木状的本土开花植物,又称为亚利桑那蜜甜灌木(Arizona honeysweet)。

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最近发表在论文预印本网站bioRxiv上的一项研究发现,这种植物之所以能在极高温下生存,关键在于它能显著降低叶片的温度,使其远低于周围空气的温度。

它本身的降温能力极强,足以在温度高达华氏140度(摄氏60度)的环境中生存,而这个温度已处于复杂真核生物所能耐受的极限边缘。

为了了解这种植物如何应对高温,密西根州立大学(Michigan State University)的研究人员从该物种分布范围内的223株野生植株中采集种子,其中包括来自死亡谷的族群。

他们随后将培育出的1,200多株幼苗置于严酷的模拟高温环境中,先使其逐渐适应,接着在超过一周的时间里,让它们每天在摄氏60度的高温下暴露6到8个小时。

然而,并非每株幼苗都能存活。依据基因的不同,其存活率从低于2%到超过34%不等,这显示有些个体比其他个体更能适应极端高温。

研究人员藉由红外线照相机记录到,在最炎热的日子里,有些叶片的温度会比四周空气低摄氏10度以上,在最极端的案例中,这样的温度差异高达摄氏13度。

即便经历了连续8天摄氏60度高温,幸存下来的植物仍能将叶片温度维持在54至59度之间。这个温度虽然很高,但恰好低于复杂真核生物能耐受的预估温度上限。

这项研究证明,这种植物不仅能耐受比其他植物更高的温度,还能经由主动降温的方式来回避高温。

研究人员说,叶片温度较低的植物会活化相关通路,进而维持叶片上微小的气孔处于开启状态。这些气孔可以让水分从叶片表面蒸发,产生与人体皮肤表面汗液蒸发类似的降温效果。

为了验证这种降温机制是否确实是亚利桑那蜜甜灌木得以生存的关键,研究人员人为地关闭了气孔。结果发现,强制关闭气孔会阻碍降温过程。

这项研究的主要报告撰写人、该校博士后研究员菲汉(Joanna Feehan)告诉 ScienceAlert网站说:“蒸散作用的部分过程是水分通过气孔蒸发,因此我们确信这是它们的降温机制中的一个重要环节。”

菲汉说,正当全球气温不断升高、越来越多农作物极易受到影响之际,亚利桑那蜜甜灌木找到了在高温环境下生存的方法,而这种温度对其他植物、动物和真菌来说通常是致命的。

她说:“如果我们能了解这些生存机制,就能获得更多、而且很可能是独一无二的方法,让农作物更有能力抵御热浪。”

2024年7月9日,游客在美国加州死亡谷国家公园内散步。(Mario Tama/Getty Images)
2024年7月9日,游客在美国加州死亡谷国家公园内散步。(Mario Tama/Getty Images)

为何死亡谷如此热?

美国国家公园管理局(National Park Service)指出,死亡谷以地球上最炎热、北美洲最干燥的地点而闻名于世。当地的年平均降雨量不足2英寸(5公分),仅为大多数沙漠降雨量的一小部分。

在1913年7月10日,死亡谷国家公园(Death Valley National Park)内的游客中心所在地弗内斯克里克(Furnace Creek),曾记录到华氏134度(摄氏57度)的全球最高温纪录。

大纪元此前报导,死亡谷的高温起因于一些特殊的环境因素,其中最大的因素是它的低海拔。死亡谷位于美国内陆,距离最近的主要水源有400公里远,而且其部分地区位于海平面以下。再加上附近的山脉的阻挡,来自太平洋的水汽很难抵达这个盆地地区。

此外,其他因素也会助长死亡谷的高温。比如说,该地区呈狭长状,空气难以流通;当地鲜有能吸收太阳光的植被;而且附近有沙漠等。

责任编辑:孙芸

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