无光环境下植物器官是否能转绿？揭秘植物之谜！

众所周知，植物之所以具绿色的叶或其他的绿色器官，主要原因就是含有大量的叶绿素。自从1817年法国化学家佩勒特和卡文通，从叶片中分离出一种绿色的物质——叶绿素以后，科学家们开始对这种奇妙的物质进行了深入广泛的研究。

许多年的研究使人们认识到，叶绿素是存在于植物细胞绿体中的一类极重要的绿色色素，是植物进行光合作用时吸收和传递光能的主要物质。它的分子结构十分复杂，由四个毗咯环构成的卟啉环、一个镁原子、环戊酮和叶醇等构成。主要吸收红光和蓝光，能进行一些光化学反应，以及许多其他功能等等。尽管人们对叶绿素进行光合作用的过程，还有许许多多不清楚的地方，但是，大部分学者都相信，叶绿素和光有不可分割的密切联系。比如生长在阳光下的植物与生长在黑暗中的植物完全不同，阳光下的植物叶子浓绿，而黑暗中的植物叶色发黄。追究其原因就是因为没有光线，几乎所有的植物生理学家都认为，叶绿素的形成需要要有光线照射，而光照则是影响叶绿素形成的主要条件之一。由于在合成叶绿素的过程中，植物通常以甘氨酸和琥珀酸为原料，在许多酶的参与下，经过一系列的转变，成为一种叫原叶绿素酯的化合物。这种化合物经过光照后才能顺利合成叶绿素，当缺乏光时它就停留在这一步上，因此，在黑暗中植物是无法合成叶绿素的。

对以上的观点几乎已无人产生怀疑。但在1985年，中国科学院植物研究所学者左宝玉和他的同事，却发现了一个十分有趣的现象。他们在睡莲科一种叫莲的植物种子中，即我们平时常见的莲子，看见里面那个深绿色的莲心（胚）被紧紧包埋在封闭的莲子胚乳中。他们惊讶地感到，莲心自幼生长在从不见天日的胚乳中，为什么还会变得那样绿呢？即使在胚乳的下端有一小孔，通常也是实心的，而且比外壳的其他部分更厚更坚硬。如果按照绿色器官需要在光下才能转绿的理论解释，里面着生的莲心至多也只能是淡黄色，然而它却显得十分特殊，颜色不仅深绿，而且绿中发蓝。(www.xing528.com)

这一非同寻常的现象引起了这几位中国学者的极大兴趣：究竟是胚乳、薄膜及其外壳能透过某一波段的光而使莲心发绿呢？还是包裹着它的胚乳中存在着有代替可见光的发光物质呢？在莲心内是否发育有与正常叶绿体相同的结构呢？一系列很有意义的问题，使他们开始对莲心光合膜结构和功能的系统进行研究。通过冰冻撕裂、超薄切片电镜术的研究实验，他们在超微结构水平上发现成长于黑暗胚内的质体中，不仅发育有巨型基粒，而且在超分子水平上发现该基粒类囊体膜上，存在着许许多多含有捕获太阳能的叶绿素a/b色素蛋白复合物的冰冻撕裂颗粒。除此以外，这些捕光叶绿素a/b色素蛋白复合物的含量通过凝胶电泳的测定后，在分子水平上得到进一步的验证。同时，经叶绿体含量测定，其叶绿素a/b比值很低，反应在光合功能上也出现有相应的变化。

综上所述，莲心中奇特光合膜结构和功能的发现，对质体只有在可见光下才有基粒形成的经典论述，提出了有力的挑战。它提供了自然界中的某些植物，在无光条件下产生叶绿素的证据。这一研究使许多学者把注意力集中到近代科学领域中的一个重大课题——生物物质中是否存在着代替可见光的生物物质？尽管这在今天依然是一个尚未解开的谜，但是一旦该理论被证实，光合作用的机理及其应用将会出现划时代的转折。