巨魔芋的“腐肉”秘密：达特茅斯科学家揭开臭味之谜
巨魔芋，这种拥有世界上最大花朵的植物，以其令人作呕的腐肉气味而闻名。它在开花时散发出浓烈的臭味，吸引着苍蝇和腐尸甲虫前来授粉。然而，这种奇特的现象背后的机制一直是个谜。近日，达特茅斯学院的一项研究揭开了巨魔芋臭味之谜，并深入探究了其产热机制。
这项研究发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS Nexus）上，由生物科学教授 G. Eric Schaller 领导。研究团队利用达特茅斯生命科学温室中保存的 21 年老巨魔芋 Morphy 的几朵花，收集组织样本进行基因和化学分析。
研究发现，巨魔芋的花朵底部有一层褶边花瓣状的层，称为佛焰苞，展开后在中央茎周围形成一个杯状，内部呈深红色或栗色。佛焰苞开始升温，温度比环境温度高出 20 华氏度，随后很快释放出这种植物的标志性气味。
为了解开这种气味的秘密，研究人员在 Morphy 开花时收集了九个组织样本，从佛焰苞的温度达到峰值开始，从佛焰苞的唇部和基部，以及佛焰苞的高耸尖刺（称为附苞）收集样本。
研究人员通过 RNA 序列分析发现，当附苞升温并发出气味时，参与硫运输和代谢的基因特别活跃。他们还发现，与解偶联蛋白的植物对应物相关的基因（称为替代氧化酶）在开花开始时提取的组织中表现出更高的表达，尤其是在阑尾中。
进一步的分析表明，巨魔芋花朵中含有高含量的蛋氨酸，这种含硫氨基酸是硫基化合物的前体。硫基化合物在加热时容易蒸发，产生刺鼻气味。研究人员还发现，巨魔芋花朵中含有高含量的腐胺，这是一种动物尸体开始腐烂时产生的气味剂。
这项研究首次在分子水平上揭开了巨魔芋恶臭的秘密，确定了其花朵调节温度的过程，并确定了花簇不同部分在产生吸引传粉者时所起的作用。
这项研究不仅揭示了巨魔芋臭味之谜，还为我们提供了对植物产热机制的更深入了解。产热，即产生热量的能力，在动物中很常见，但在植物中却很少见。这项研究表明，巨魔芋利用一种称为替代氧化酶的蛋白质来产生热量，这种蛋白质与动物中的解偶联蛋白相似。
这项研究也为我们提供了对植物与传粉者之间相互作用的更深入了解。巨魔芋通过散发出腐肉气味，吸引着苍蝇和腐尸甲虫前来授粉。这种独特的授粉策略表明，植物在进化过程中发展出了各种各样的策略来确保其繁殖成功。
这项研究的意义不仅在于揭示了巨魔芋的秘密，还在于它为我们提供了对植物生物学和进化过程的更深入了解。随着研究的深入，我们相信会对巨魔芋以及其他植物的奇特现象有更深入的理解。
未来研究方向
Schaller 教授表示，巨魔芋还隐藏着更多的谜团，他目前专注于了解预示开花的触发因素，以及饲养在一起的植物是否能同步开花，共同提升气味水平，吸引更多的传粉者。这些研究将有助于我们更全面地了解巨魔芋的生物学特性，以及它与环境的相互作用。
结论
达特茅斯学院的研究揭示了巨魔芋臭味之谜，并深入探究了其产热机制。这项研究不仅为我们提供了对植物生物学和进化过程的更深入了解，还为我们理解植物与传粉者之间的相互作用提供了新的视角。随着研究的深入，我们相信会对巨魔芋以及其他植物的奇特现象有更深入的理解。
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