蕨類使用類似的途徑來控制氣孔（stomata）關閉

在培養基上生長的水蕨。圖片來源：維基百科

陸生植物為了要獲取二氧化碳來進行光合作用，大約在四億五千萬年前就演化出了氣孔（stomata）的構造。不過，較為原始的陸生植物如地錢，它的氣孔無法關閉，造成它們只能生長在潮濕的地方。

而高等植物如開花植物，其氣孔可在植物感知到體內水勢（water potential，可以理解為細胞內水的濃度）下降時，便啟動離層酸（ABA，abscisic acid）的分泌與合成，使氣孔在植物缺水初期便開始逐漸關閉（稱為主動關閉）；當植物極度缺水時，也會因為滲透壓的改變造成保衛細胞（guard cell）失去膨壓而關閉氣孔（稱為被動關閉）。主動關閉氣孔的機制是否可在蕨類找到，到目前還是不很清楚。

最近以水蕨（Ceratopteris richardii）為模式的研究發現，當研究團隊把水蕨先以離層酸處理、或是先給予乾燥環境的刺激時，水蕨的氣孔會關閉；以核糖核酸定序（RNA-seq）來深入探討發現，乾燥環境或是離層酸刺激，會讓水蕨的基因表現改變，其中有些被誘導出來的基因，其序列與阿拉伯芥的氣孔主動關閉會表達的基因類似。也就是說，蕨類在特定的狀況下會進行氣孔的主動關閉，而其機制可能是類似於高等植物使用的機制。

參考文獻：

Andrew R.G. Plackett, David M. Emms, Steven Kelly, Alistair M. Hetherington, Jane A. Langdale. Conditional Stomatal Closure in a Fern Shares Molecular Features with Flowering Plant Active Stomatal Responses. Current Biology, 2021 DOI: 10.1101/2021.03.06.434194

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