老葉的植物王國

種子植物之所以能長得如此高大，主要的原因是因為他們有維管束（vascular tissue）。維管束的主角是導管（xylem）與篩管（phloem），因為導管源源不絕地將水分由根往莖、葉運送，篩管則將葉片進行光合作用（photosynthesis）後產生的富餘養分往根部運送，使得植物能夠年復一年地不斷長大，長成數百公尺高的神木。 導管是由死的細胞組成，功能就如我們家裡的水管一樣。水分之所以能夠在導管中「逆天行事」，是因為葉片在進行蒸散作用（transpiration）時，會產生一個拉力；而導管內的水分子與導管壁上的纖維素也會有吸附力。加上水分子之間的內聚力，三力合一就這樣把水分拉上去了。 篩管是由活的細胞組成；篩管的糖份運輸是依靠「來源端」（source）的葉肉細胞（mesophyll）、篩管細胞與導管之間的水濃度差異產生的推力，以及「儲存端」（sink）的篩管細胞、導管以及根部皮質細胞（cortex）之間的水濃度差所產生的拉力，使篩管的運輸由葉片往下走到根部去。 但是篩管的運輸，除了一推一拉之外，還有更複雜的。來源端的水濃度差的產生，是因為篩管細胞以及葉肉細胞上的蔗糖主動運輸所產生的；而儲存端的水濃度差，也是因為篩管細胞以及根部皮質細胞上的蔗糖主動運輸所產生的。也就是說，不論是在來源端或是儲存端，如果沒有蔗糖主動運輸的產生，就不會有「推力」跟「拉力」，也不會有篩管的運輸了。 由於篩管裡面運輸的是有機物質，所以篩管細胞是活的細胞；但是為了要降低養分在運輸過程中的消耗，所以篩管細胞是無核的，就像我們的紅血球一樣。 不過，不管是篩管還是導管，他們一開始都是有核的活細胞。導管到最後要死亡，而篩管要去掉細胞核以及其他的胞器。 最近來自芬蘭赫爾辛基大學的研究團隊，發現了控制篩管細胞發育過程裡面，負責去核的基因們（1）。 研究團隊同時也使用掃瞄式電子顯微鏡進行超薄切片，建構了整個去核的過程。他們發現，篩管細胞核先由圓球形變得皺巴巴的，然後再縮小、分解，融入細胞質中。而這整個過程，乃是由一群基因負責控制的。 研究團隊發現了兩個轉錄因子（transcription factor）NAC45與NAC86，在去核過程發生前才在篩管細胞中開始被表現出來。而且，當兩個基因同時缺損時，植物會因為篩管細胞無法形成，導致突變植物在幼苗時期就死亡。而當研究團隊將NA...