光合作用是植物將陽光轉化為生存和生長所需的能量(糖)的過程。對于大多數(shù)植物來說，這發(fā)生在含有葉綠素的葉子中;一種綠色色素，對光合作用至關重要，因為它吸收光。

然而，一些植物已經(jīng)進化出非常規(guī)的光合作用方式。最近，Suetsugu Kenji教授及其同事發(fā)現(xiàn)，無葉附生蘭花可以通過其根進行復雜的光合作用。附生植物通常被稱為“空氣植物”，因為它們生長在其他植物或物體之上，不附著在地面上。

這種特殊的無葉蘭花的綠色根和密切相關的多葉蘭花物種的葉子都顯示出大量的光合色素含量，高光合電子傳遞活性和夜間CO2吸收，以及光合氣體交換的高容量。換句話說，這些發(fā)現(xiàn)表明它的根以類似于葉子的方式進行光合作用。

無葉作為植物進化的一個顯著特征的出現(xiàn)是一個迷人而具有挑戰(zhàn)性的話題，因為人們普遍認為葉子是光合作用的高度特化的器官。然而，一些蘭花具有能夠進行光合作用的含葉綠素的根，這對植物的光合作用和吸水功能有很大貢獻。有趣的是，某些附生蘭花，以下簡稱“無葉附生蘭花”，具有綠色的氣生根，縮寫的莖和高度減少的鱗片狀葉子。

無葉附生蘭花表現(xiàn)出一種獨特的無葉類型，其特點是它們的枝條大量減少，導致沒有凈碳增益。根是植物可以用來產(chǎn)生自身能量的唯一器官。因此，假設它們的根比密切相關的多葉物種的根更專門用于光合作用。然而，人們對無葉附生蘭花根部的光合作用功能知之甚少。

為了解決這一知識差距，研究人員專注于絳蟲屬，該屬包含大多數(shù)無葉附生蘭花。幸運的是，為了進行比較，日本絳蟲物種T. aphyllum經(jīng)常與多葉密切相關的物種Thrixspermum japonicum共同出現(xiàn)。研究人員的目標是通過比較Ta的光合特性來提高對無葉附生蘭花如何進行光合作用的理解。桫欏的氣生根與桫欏的葉和根。

結果表明，無葉附生蘭根系的光合效率顯著高于同一地區(qū)同生的近親多葉蘭。此外，根缺乏氣孔(可以交換CO2和植物與周圍環(huán)境之間的水)表現(xiàn)出夜間一氧化碳2吸收，類似于日本葉子的吸收，可能是由根部的特殊通氣細胞促進的。

這些發(fā)現(xiàn)與關于光合作用和根的典型作用的普遍看法相矛盾。該研究由Suetsugu教授(神戶大學理學研究科)領導，并于14年2023月<>日在《新植物學家》上在線發(fā)表論文。