等级 B2 – 中高级CEFR B2
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加州大学河滨分校的一项研究探讨了为何某些真菌在野火后反而繁盛。研究团队在五年间从加州七个被烧地点采样,测序了真菌基因组,并将部分分离株暴露于炭中做实验,以直接观察它们对烧焦残留的反应。该研究发表在《美国国家科学院院刊》,论文第一作者为前Glassman实验室博士后Ehsan Sari。
研究发现了几种重要策略。遗传层面包括基因复制——增加分解炭酶类基因的拷贝,像曲霉属通过无性方式产生更多此类酶;有性重组——许多担子菌门通过交配重排基因,提高代谢新能力;以及水平基因转移——例如Coniochaeta hoffmannii似乎从细菌获得了分解烧焦物的基因。Glassman用易懂的比喻说明,水平基因转移像人与朋友分享基因,虽罕见但影响大。
在生活史层面,部分真菌形成抗热的菌核,可在地下休眠多年;另一些则在更深土层幸存,火后迅速占据营养丰富且缺乏竞争者的地表。像Pyronema虽然本身分解炭的基因较少,但能在竞争者消失后快速形成小型橙色杯状子实体。
- 基因复制:增加分解炭酶的基因拷贝。
- 有性重组:交配导致基因重排,加速适应。
- 水平转移:从细菌获得新代谢基因。
- 生活史策略:菌核和深层生存,火后快速扩张。
研究者认为,了解这些基因与机制有实际价值,因为炭在化学上与石油泄漏和采矿废物类似。这些真菌基因可能被用于清理污染、分解矿石或帮助恢复被烧毁的景观,表明这是一个新兴且具有潜在应用的研究领域。
难词
- 复制 — 形成相同基因的额外拷贝基因复制
- 水平基因转移 — 从其他生物获得新基因的过程水平转移
- 有性重组 — 通过交配重新排列和混合基因
- 菌核 — 真菌形成的耐热休眠小结构
- 分离株 — 从环境中分离出的微生物菌株
- 基因组 — 一个生物全部遗传信息的集合真菌基因组
- 炭 — 燃烧后留下的黑色碳质残留物
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讨论问题
- 把这些真菌基因用于清理污染或恢复景观有哪些潜在好处和风险?请举一到两个例子并说明理由。
- 文章提到一些真菌通过菌核或在深层生存来度过火灾。你认为这种生活史策略会如何影响火后生态系统的恢复?
- 如果要把研究中的基因或微生物用于实际修复工作,你认为在实施前需要考虑哪些实际步骤或伦理问题?