植物没有视觉器官，那么它们如何知道光从哪里来呢?在一项结合了生物学和工程学专业知识的原创研究中，由UNIL的ChristianFankhauser教授领导的团队与EPFL的同事合作，发现光敏植物组织利用空气和水之间界面的光学特性来产生光。植物“可见”的光梯度。这些结果发表在《科学》杂志上。

大多数生物体(微生物、植物和动物)都有能力确定光源的来源，即使没有与眼睛相当的视觉器官。这些信息对于确定自己的方向或在环境中进行最佳定位非常宝贵。

感知光来自哪里对于植物来说尤其重要，植物利用这些信息来定位其器官，这种现象称为向光性。这使它们能够捕获更多的太阳光线，然后通过光合作用过程将其转化为化学能，这是生产我们所吃的几乎所有食物所必需的重要过程。

尽管引发向光性的光感受器早已为人所知，但光敏植物组织的光学特性迄今为止仍然是个谜。发表在《科学》杂志上的一项多学科研究，结合了DrSc团队的专业知识。ChristianFankhauser(UNIL生物与医学学院综合基因组学中心正教授兼主任)，博士。AndreasSchüler(洛桑联邦理工学院太阳能和建筑物理实验室太阳能转换纳米技术小组负责人)和UNIL电子显微镜中心发现了一种令人惊讶的组织特征，使植物能够检测定向光线索。

“这一切都始于对模式物种拟南芥(拟南芥)突变体的观察，即拟南芥，其茎惊人地透明，”领导这项研究的Fankhauser解释道。这些植物未能正确响应光线。这位UNIL生物学家随后决定求助于他来自EPFL的同事Schüler的技能，以进一步比较突变体与野生型样本的特定光学特性。

“我们发现，年轻野生植物茎的天然乳白色外观实际上是由于精确位于各种组织中的细胞间通道中存在空气。在突变体标本中，空气被水性液体取代，从而使它们具有半透明的外观，”Fankhauser说。

但这种充满空气的通道有何用途呢?它们使光敏茎能够建立植物可以“读取”的光梯度。然后植物可以确定光源的来源。这种现象是由于构成大部分活体组织的空气和水的光学特性不同所致。

“更具体地说，空气和水具有不同的折射率。这会导致光在穿过幼苗时发生散射。我们在欣赏彩虹时都观察到了这种现象，”Fankhauser小组的博士后研究员、共同第一人MartinaLegris解释道。该研究的作者。

通过他们的研究，科学家们揭示了一种新颖的机制，使生物体能够感知光的来源，使它们能够以优化光合作用的光捕获的方式定位叶子等器官。该研究还更好地了解了充满空气的细胞间通道的形成，除了光梯度的形成之外，细胞间通道在植物中还具有一系列功能。

除其他用途外，这些通道还可以促进气体交换，并且还可以在发生洪水时抵抗缺氧(氧气量减少)。他们从胚胎阶段到成年的发育过程仍然知之甚少。本研究中使用的遗传资源将有助于更好地了解这些有趣结构的形成和维持。

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