基因和向日葵
在洛杉矶一所高中的生物教室里,德米特里·努西诺(Dmitri (Meter) Nusinow)正在学习一项可以用来改变世界的技术:基因工程。
从通过医疗进步挽救生命到改善全球范围内的粮食安全,它可能对全球人民产生的影响给他带来了灵感。他在威尼斯高中的老师给他上了一堂关于基因工程的课,他立刻就知道自己想要做什么了。“从那一刻起,我就想成为一名基因工程师,”米特说。
米特开始对生物与环境相互作用的方式感兴趣,并攻读了早期哺乳动物发育的博士学位——直到他参加了植物科学家罗杰·Hangarter的一次演讲。
罗杰展示了他的植物动态系列中的一株向日葵的视频,以及它是如何对环境做出反应的。在那之前,米特没有考虑过研究植物。“看了他的报告后,我意识到植物在没有大脑的情况下也能不断地对环境做出反应和互动。”
米特对植物预测环境每日变化的方式非常着迷,比如把叶子移到第二天太阳升起的地方。
解锁生物钟
今天,米特的实验室想要了解植物是如何报时的。没有手表,植物怎么知道时间?没有日历,他们怎么知道现在是什么季节?为了回答这些问题,他们研究了生物钟,或植物内部利用光和温度测量时间的方法。
米特解释说:“我们关注这一点的原因是,许多植物的反应,它们将如何生长和发育,主要是由光和温度以及这两种环境信号如何相互作用控制的。”
此前,科学家们研究了温度对植物的影响,同时保持光照恒定,反之亦然。米特希望将这两个变量结合在一起,以更准确地预测植物如何对不断变化的环境条件做出反应:“植物在光和温度经常一起移动的外部环境中进化。如果你只改变一个而不改变另一个,你就会对植物的实际反应产生错误的认识。”

粮食安全的未来
米特的工作着眼于我们不断变化的环境的未来。随着地球持续升温,种植食物将变得越来越困难。温度的细微变化会对植物的生长产生重大影响,解决这个问题并不像把植物从极端气候迁移到更温和的环境那么简单。
“如果你把一种在德克萨斯州生长良好的作物转移到明尼苏达州,其表现将非常糟糕。这是因为白天长度和温度的差异对植物的生长和生产力有巨大的影响,”米特解释说。
不过,了解植物是如何通过它们的生物钟来解释温度、光线和季节差异的将会有所帮助。有了米特的研究,人们将有可能在以前不适合植物生长的土地上种植作物。通过米特和该中心其他主要研究人员的工作,我们越来越接近于了解我们需要做出的精确变化,以使作物适应不断变化的环境,并继续养活不断增长的世界。

热情的人,强大的植物
虽然挑战是巨大的,但产生影响是驱使米特的动力:“在丹佛斯中心,一个发现和对世界产生实际影响之间的距离可能非常短。在这里,你可以有一个发现,并可能在几年内影响农业。”
有像米特这样充满激情的科学家和植物不可思议的力量,我们可以为一些最大的挑战创造真正的解决方案。
