科技日报记者 刘霞
日本筑波大学研究人员最近发现，植物体内天生就自带一款精密的“季节仪”。它由三种基因组成，像接力赛一样轮流“上岗”，帮助植物精准预测季节更迭。相关论文发表于新一期《公共图书馆·综合》杂志。
如果植物仅仅对短时的天气做出反应，很容易被“欺骗”。比如，突然来个暖冬，植物可能会误以为春天来了，提前开花，结果被随后的寒潮冻死；反之，如果春天来了，植物却因为之前的寒冷而“犹豫不决”，也会错过最佳的生长时机。为了避免这种“误判”，植物需要能够感知数周乃至数月前的温度，为自己接下来的行动做好准备。
研究人员此前已知，由于DNA本身不能记录环境的变化，植物通过染色质的表观遗传变化来保存过去的寒冷与温暖记忆。他们在日本野外进行了为期两年的观察。追踪了两种野生植物——野生山葵和哈勒氏拟南芥，发现三种关键基因，每种基因负责分别记录不同时间跨度的温度。其中短期记忆基因只回溯过去几天的温度，帮助植物应对短期天气波动；中期记忆基因能回溯过去几周的温度，让植物感知季节的过渡；长期记忆基因，则能回溯近五个月的温度，这是迄今为止在该系统中测量到的最长时间间隔，其能帮助植物精准确认“春天是否真的到来了”。
这三种基因的记忆窗口相互重叠，共同构成了一个完整的“季节仪”，让植物能够可靠地跟踪全年的季节变化。尽管这两种植物的生命周期截然不同，但它们都使用了相同的策略，这表明植物普遍拥有的一种生存智慧。
这款“季节仪”不仅能记录过去，还能预测未来。研究人员利用过去温度的数据构建了一个模型，预测了这些基因在另一年的行为。这意味着，只要知道过去的温度，就能大致预测植物何时会开花或生长。
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