科學家們最近在植物科學領域取得了一項突破性發現,這項成果有望解決當前糧食系統所面臨的重大挑戰。由赫爾辛基大學的研究團隊領導的這項研究揭示,植物藉由氣體運動機制來促進其保護性外層的癒合。

當植物的外部木栓層受損時,氣體會發生轉移。乙烯會逸出,而氧氣則通過傷口進入植物內部。這種簡單的氣體交換機制會告知植物進行自我修復。通常情況下,這一保護性木栓層(即周皮)會阻止氣體的進入和流出,使乙烯(一種植物激素)在內部積聚,同時由於植物的自然生長過程,氧氣水平會降低。

一旦植物遭到損傷,這一氣體平衡會被打破。正如該項目帶頭科學家飯田裕之博士所解釋的,「通過傷口的氣體擴散不僅僅是受傷的後果——它實際上是開始癒合的信號。」

研究團隊首先注意到乙烯在癒合中的角色,隨後與牛津大學教授Francesco Licausi合作,以確認氧氣的重要性。

一旦修復完成,並且植被屏障重新密封,氣體再次在植物內部累積,這表明癒合過程可以停止,並且恢復正常生長。這一簡單而優雅的檢測系統不需要複雜的感應器,而是利用基本的物理學來監控屏障的完整性。

這項發現對於未來的糧食浪費和作物抵御有望帶來重大影響。蘿蔔、馬鈴薯、水果等帶有受損外層的農產品通常容易水分流失,並且更容易受到病害侵襲,最終導致腐敗。

通過研究和改進這一自然修復系統,農民可能會栽培出更能應對乾旱環境的植物,而收割後的農產品也可能在商店中保持更長時間的新鮮狀態。

隨著全球氣溫升高以及人口增長對全球糧食系統施壓,這一發現為更可持續的農業發展提供了希望。通過改善植物的自我修復能力,它可能幫助人類滿足更大的食物需求,同時減少食物供應鏈中的浪費。

目前,研究人員正在積極探索這一發現的實際應用,這些應用有望在未來幾年內推廣至農場和食品儲存設施。