研究表明植物水力学与生物钟同步产生流动电势
2024-05-29 11:45:04
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导读当植物从根部吸取水分来滋养茎叶时,它们会产生电势,可以作为可再生能源利用。然而,与所有生物一样,植物也受昼夜节律的影响——生物钟贯...
当植物从根部吸取水分来滋养茎叶时,它们会产生电势,可以作为可再生能源利用。然而,与所有生物一样,植物也受昼夜节律的影响——生物钟贯穿昼夜循环并影响生物过程。在植物中,这种昼夜循环包括白天捕获光能进行光合作用、从土壤中吸收水分和养分,晚上减缓生长过程。
在本周发表在《流体物理学》上的一项研究中,印度理工学院哈拉格普尔分校的研究人员详细介绍了生物过程如何在植物中产生电压,以及昼夜循环变化对这种电压的影响。
“这种流动电势本质上是植物中聚集的自然能量的结果,它提供了一种可持续的可再生能源,可以长期持续使用,”作者苏曼·查克拉博蒂说。“我们想要回答的问题是它能产生多少电势,以及电势如何受到植物生物钟的影响?”
为了找出答案,作者将电极插入水葫芦的茎中,并将带有电极的水库连接到富贵竹上,以仔细检查电位如何根据离子类型、离子浓度和流经植物的液体的 PH 值而变化。
“当我们的第一次实验表明,可以以周期性节律产生电能,并且这与植物固有的日常节律之间存在精确的联系时,我们顿时恍然大悟,”查克拉博蒂说。“我们可以准确地指出这与水分蒸腾和植物通过汁液上升携带的离子之间的关系。”
这项研究量化了离子通过植物通路运动产生的电压响应,这些通路与植物的日常节律是独一无二的。作者发现植物可以主动调节液体或汁液的流动,使其与昼夜循环同步。他们还发现,随着离子浓度的降低或液体中 pH 值的增加,电流电位会增加。
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