《JS百科》編者的話 <p class="ql-block"><span style="color:rgb(255, 138, 0);">“年齡會(huì)讓腳步慢下來，但不會(huì)讓好奇的心停下來?！?lt;/span></p><p class="ql-block"><span style="color:rgb(255, 138, 0);">《JS百科》編者的話</span></p><p class="ql-block"><span style="color:rgb(255, 138, 0);">（2025年9月5日）</span></p><p class="ql-block"><span style="color:rgb(255, 138, 0);">今天開始，《JS百科》迎來了第五個(gè)年頭。從每日一篇，到如今每五天一期，我們?cè)诠?jié)奏的調(diào)整中學(xué)會(huì)了細(xì)水長(zhǎng)流，把每一篇內(nèi)容打磨得更溫潤(rùn)細(xì)致。回望這一路，360多萬讀者人次的關(guān)注與鼓勵(lì)，像是一盞盞燈，在歲月的長(zhǎng)河中為我們照亮前行的方向。每一期的編輯，翻譯與注解，都是一次與世界的深情握手——從雪山到荒漠，從古跡到花園，我們與讀者一同走過了無數(shù)風(fēng)景與故事。</span></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><span style="color:rgb(255, 138, 0);">八十歲的我倆，依然懷著年輕時(shí)的好奇與熱望，坐在鍵盤前，為下一篇作品而微笑。年歲帶來了眼睛的花、手的慢，卻帶不走那份在文字和照片中發(fā)現(xiàn)美的熱情。我們常記起那句澳大利亞原住民的諺語——“我們都是這個(gè)時(shí)代，這個(gè)地方的訪客……”，這不僅是我們的信念，也是《JS百科》存在的意義：用好奇心和愛，采擷世界的光與色，滋養(yǎng)心田，并在分享中，讓美在彼此之間延續(xù)。愿未來的日子，我們依舊在這條探索與分享的路上，與《美篇》的每一位朋友并肩前行。</span></p> 開啟今日百科之旅 <p class="ql-block">《JS百科》第1211期，2026年3月30日</p><p class="ql-block"> 神奇小草擬南芥種子的奇跡：植物如何感知春天</p> <p class="ql-block">英文音頻</p> <p class="ql-block">The Miracle of the Arabidopsis thaliana Seed: How Plants Sense Spring</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">Deep in the permafrost, a mediocre, still, tiny Arabidopsis seed lies quietly. It possesses neither the fragrance of flowers nor the uprightness of a tree; it is merely an insignificant embryo, its shell tightly closed, seemingly isolated from the world. The cold wind howls across the surface, ice and snow repeatedly cover and melt, yet it remains silent, seemingly lifeless. However, beneath that hard seed coat, time has not stood still; life lies dormant at an extremely slow but determined pace, awaiting a suitable signal.</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">The first layer of waiting is enduring the cold of darkness—vernalization. The long, cold weather acts like a key, gradually unlocking the molecular shackles that inhibit flowering. The second layer is measuring the length of dawn—photoperiod. With the alternation of day and night, phytochromes record the hours of light within the cells, calculating whether the sunlight is sufficient to support a new growth cycle. The third layer is sensing the accumulation of self—developmental age. The gene network and microRNAs within the plant subtly change, as if confirming, "Am I mature?" Cold, sunlight, and one's own age—these three signals converse cautiously and precisely deep within the cell.</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">Finally, when all the molecular signals converge into an unstoppable torrent, the dormant seed hypocotyl begins to stretch, pushing through the soil. A touch of green pierces the surface; behind that delicate germination lies a miracle of precise calculation and long waiting. Silent and unspoken, it uses molecules as its pen and the seasons as its ruler to complete a judgment more patient and precise than any human's. It turns out that spring doesn't arrive suddenly, but is silently foreseen by a seed in the darkness.</p> <p class="ql-block">神奇小草擬南芥種子的奇跡：植物如何感知春天
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</p><p class="ql-block">在凍土深處，一粒平庸、靜止、細(xì)小如塵的擬南芥(Arabidopsis thaliana，見譯注1)種子悄然躺著。它沒有花的芬芳，也沒有樹的挺拔，只是一枚微不足道的胚胎，外殼緊閉，仿佛與世界隔絕。寒風(fēng)在地表呼嘯，冰雪反復(fù)覆蓋又消融，它卻沉默不語，看似毫無生機(jī)。然而，在那堅(jiān)硬的種皮之下，時(shí)間并未停滯，生命以極緩慢卻堅(jiān)定的節(jié)奏潛伏著，等待一個(gè)恰當(dāng)?shù)挠嵦?hào)。
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</p><p class="ql-block">第一層等待，是忍受黑暗中的寒冷——春化。漫長(zhǎng)的低溫像一把鑰匙，逐漸解除抑制開花的分子枷鎖；第二層，是測(cè)量黎明的長(zhǎng)度——光周期。隨著晝夜更替，光敏色素在細(xì)胞內(nèi)記錄光照的時(shí)數(shù)，計(jì)算日照是否足以支撐一次新的生長(zhǎng)；第三層，是感受自我的積淀——發(fā)育年齡。植物體內(nèi)的基因網(wǎng)絡(luò)與微小RNA悄然變化，仿佛在確認(rèn)“我是否已成熟”。寒冷、光照與自身年齡，這三重信號(hào)(見譯注2)在細(xì)胞深處彼此對(duì)話，謹(jǐn)慎而精確。
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</p><p class="ql-block">終于，當(dāng)所有分子信號(hào)匯聚成一股不可阻擋的洪流，沉睡的種子胚軸開始伸展，頂開泥土。一抹微綠刺破地表，那輕盈的萌發(fā)背后，是精準(zhǔn)計(jì)算與漫長(zhǎng)等待的奇跡。它不言不語，卻以分子為筆，以季節(jié)為尺，完成一場(chǎng)比人類更耐心、更精密的判斷。原來，春天并非忽然降臨，而是被一粒種子在黑暗中默默預(yù)見。</p> <p class="ql-block">(譯注1：擬南芥（學(xué)名：Arabidopsis thaliana），又名阿拉伯芥、鼠耳芥、阿拉伯草，是一種原生于歐亞大陸及非洲的被子植物，一個(gè)生命周期相對(duì)較短的冬季一年生植物。 它不是農(nóng)業(yè)的相關(guān)物種，但它屬于十字花科（Brassicaceae）擬南芥屬的完全變態(tài)植物。
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</p><p class="ql-block">在路邊、墻角或田野里，人們很可能曾會(huì)忽略這株毫不起眼的小草——它高僅15到30厘米，它底部的葉子呈現(xiàn)平鋪在地面的蓮座狀，而莖生葉則較小，邊緣有微齒。開著米粒大小的十字形白色小花，花謝后，會(huì)結(jié)出細(xì)長(zhǎng)的果莢，里面藏著極其微小、肉眼勉強(qiáng)能看清的種子。這就是擬南芥，一種看似平凡的雜草。然而，在全世界植物科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室里，這株小草卻是當(dāng)之無愧的“模式植物”，是解讀植物生命奧秘的“通用語言”，又被譽(yù)為植物界的“小白鼠”。 2016年9月15日中國(guó)發(fā)射的天宮二號(hào)太空實(shí)驗(yàn)室上面搭載了兩位“植物航天員”就是擬南芥和水稻。能進(jìn)入太空，用于科學(xué)研究，足以可見擬南芥在植物科學(xué)研究中的重要地位。</p> <p class="ql-block">擬南芥之所以能成為植物學(xué)研究的“模式植物”，并非偶然，因?yàn)樗鼡碛袔讉€(gè)得天獨(dú)厚的“天賦”：首先，它的基因組非常小，只有約1.35億個(gè)堿基對(duì)，包含約2.7萬個(gè)基因，幾乎沒有太多重復(fù)的“垃圾DNA”。2000年，它成為了世界上第一種被完全測(cè)定基因組序列的高等植物。這就像是給了植物學(xué)家一本清晰的“植物基因字典”；其次，它的生活史很短，從播種到收獲種子只需6-8周，一年可以繁殖多代，這意味著研究人員一年內(nèi)可以輕松觀察和培育多個(gè)世代；再者，一株擬南芥可以產(chǎn)生數(shù)千粒種子，在一個(gè)小小的溫室、甚至是實(shí)驗(yàn)室的幾個(gè)培養(yǎng)皿或培養(yǎng)箱里，就可以同時(shí)種植成千上萬株擬南芥，非常適合進(jìn)行大規(guī)模種植和突變體篩選；最重要的是，它是高度自交植物，這意味著它的后代基因極其穩(wěn)定，科學(xué)家可以很方便地培育和保存純系種子，并且很容易通過遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)進(jìn)行基因改造，科學(xué)家可以相對(duì)簡(jiǎn)單地研究特定基因的功能。
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</p><p class="ql-block">這些特點(diǎn)讓擬南芥成為了植物界的“模式生物”，就像生物醫(yī)學(xué)研究中的小白鼠一樣。當(dāng)一個(gè)擬南芥基因的功能被闡明，科學(xué)家就可以據(jù)此推測(cè)其他作物中類似基因的作用。比如，通過研究擬南芥，我們知道了植物如何感知光周期從而開花，如何應(yīng)對(duì)干旱、鹽堿等逆境脅迫，如何與病原菌作斗爭(zhēng)。這些發(fā)現(xiàn)直接應(yīng)用于水稻、小麥、玉米等作物的改良。
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</p><p class="ql-block">擬南芥的另一個(gè)偉大之處在于它打破了科學(xué)研究的壁壘。無論在美國(guó)、歐洲還是中國(guó)，科學(xué)家都在研究同一個(gè)物種，使用同樣的基因編號(hào)系統(tǒng)。當(dāng)一個(gè)中國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一個(gè)基因的功能，美國(guó)或德國(guó)的同行立刻就能理解并應(yīng)用。這株小草因此成為了連接全球植物科學(xué)家的紐帶，是名副其實(shí)的科學(xué)“通用語”。
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</p><p class="ql-block">更令人驚嘆的是，擬南芥雖然看似簡(jiǎn)單，卻包含了開花植物的幾乎所有基本特征。它有根、莖、葉、花、果實(shí)和種子，具備植物生長(zhǎng)發(fā)育的所有過程。研究它，就像是研究一個(gè)精簡(jiǎn)但功能齊全的“植物模型”，可以揭示植物生命活動(dòng)的基本規(guī)律。</p> <p class="ql-block">從植物的抗旱耐寒機(jī)制、植物免疫系統(tǒng)、到植物開花的生物鐘規(guī)律，人類在現(xiàn)代植物學(xué)上取得的絕大多數(shù)基礎(chǔ)突破，幾乎都離不開擬南芥的貢獻(xiàn)。雖然它不能吃、不能穿，但科學(xué)家們?cè)谒砩习l(fā)現(xiàn)的生命密碼，正被源源不斷地應(yīng)用到水稻、小麥、玉米等重要農(nóng)作物上，為解決全球糧食危機(jī)和農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。全世界有超過六千家實(shí)驗(yàn)室正在對(duì)擬南芥的生長(zhǎng)發(fā)育及其對(duì)環(huán)境應(yīng)答的過程開展深入研究?？梢哉f，這是一株用微小身軀扛起了整個(gè)現(xiàn)代植物學(xué)大廈的“神奇之草”。 讓我們記住這棵小草，記住神奇的模式植物——擬南芥。</p> <p class="ql-block">譯注2：如譯注1中指出，在植物世界里，擬南芥(Thale Cress)這種不起眼的小草，幾乎沒有觀賞價(jià)值，卻是科學(xué)家最喜愛的研究對(duì)象。它看似普通，卻擁有一套精密得令人驚嘆的“季節(jié)判斷系統(tǒng)”。那末，一粒小小的種子，究竟是如何知道春天到了？答案，藏在它體內(nèi)的種子的“春天計(jì)算器”，經(jīng)歷了一場(chǎng)漫長(zhǎng)而精準(zhǔn)的“計(jì)算”。以下作簡(jiǎn)單介紹：</p> <p class="ql-block">一、它會(huì)“記住冬天”——寒冷是第一道考題</p><p class="ql-block">很多植物并不會(huì)一暖和就立刻開花。它們必須先經(jīng)歷一個(gè)完整而持久的寒冬，這個(gè)過程叫“春化”。在擬南芥體內(nèi)，有一個(gè)負(fù)責(zé)“踩剎車”的基因FLC（Flowering Locus C），F(xiàn)LC 是擬南芥開花的強(qiáng)力抑制因子。只要這個(gè)基因活躍，植物就不能開花。只有經(jīng)過數(shù)周持續(xù)低溫，這個(gè)“剎車”才會(huì)被慢慢關(guān)閉。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">這里的關(guān)鍵在于植物不是感受“一天冷不冷”，而是在累計(jì)“冷了多久”。寒冷在細(xì)胞里留下“記憶”。這種記憶并不會(huì)改變DNA本身，卻會(huì)改變基因的開關(guān)狀態(tài)，并且能被細(xì)胞一直保存下去。這意味著：植物知道冬天是否真的過去，而不是被一兩天回暖所欺騙。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">二、它會(huì)“測(cè)量白晝”——光是第二道考題</p><p class="ql-block">即使冬天過去，植物也不會(huì)馬上行動(dòng)。它還要確認(rèn)：白天是否真的變長(zhǎng)了。擬南芥屬于“長(zhǎng)日照植物”，只有當(dāng)日照時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)才會(huì)開花。它體內(nèi)有一套生物鐘，每天精準(zhǔn)運(yùn)行。某些關(guān)鍵蛋白只在一天中的特定時(shí)間產(chǎn)生。如果這個(gè)時(shí)間段恰好有陽(yáng)光，這些蛋白就會(huì)被激活，進(jìn)而啟動(dòng)開花信號(hào)。換句話說，植物在測(cè)量黎明與黃昏之間的距離。這不是簡(jiǎn)單的“見光就長(zhǎng)”，而是用內(nèi)部生物鐘與外界光照進(jìn)行對(duì)比，測(cè)量白晝長(zhǎng)度，確認(rèn)春天是否真正到來，像一臺(tái)微型天文儀器。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">三、它會(huì)“確認(rèn)成熟”——年齡是第三道考題</p><p class="ql-block">即使經(jīng)歷了寒冷和長(zhǎng)日照，如果植物太“年輕”，也不會(huì)開花。植物必須足夠“成熟”。在擬南芥體內(nèi)，存在兩類微小RNA分子，它們像計(jì)時(shí)沙漏一樣記錄植物的生長(zhǎng)階段。在擬南芥幼年階段，RNA分子抑制開花；隨著時(shí)間推移，抑制信號(hào)逐漸減弱，成熟信號(hào)增強(qiáng)。這意味著植物不僅要確認(rèn)季節(jié)，還要確認(rèn)“自己是否準(zhǔn)備好了”，植物在計(jì)算自己活了多久，確認(rèn)自身發(fā)育是否達(dá)到閾值。這是第三層“精準(zhǔn)計(jì)算”：</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">四、三重確認(rèn)，才會(huì)啟動(dòng)春天</p><p class="ql-block">只有當(dāng)以上三個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，即：冬天確實(shí)過去；白天確實(shí)變長(zhǎng)；自身已經(jīng)成熟，開花程序才會(huì)真正啟動(dòng)。這時(shí)，所有信號(hào)最終匯聚成一個(gè)核心開關(guān)，推動(dòng)頂端分生組織轉(zhuǎn)變?yōu)榛ㄑ?。這是一套“三重保險(xiǎn)”機(jī)制。它防止植物在錯(cuò)誤的時(shí)間開花，從而提高生存成功率。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">總之，表面看來，植物沒有神經(jīng)系統(tǒng)，沒有大腦，但其實(shí)它擁有可以“計(jì)算季節(jié)”的精密的分子網(wǎng)絡(luò)。寒冷會(huì)留下記憶；光照可以提供天文信息；而年齡記錄生命進(jìn)程。在凍土之下，一粒看似沉默的種子，實(shí)際上早已開始整合信息、耐心等待。春天并不是突然到來，它是被一粒種子在黑暗中精確“算”出來的。)</p>