快速演化能帮助植物在不连续环境中播散

新的实验研究显示，快速演化会驱使在斑块状栖息地中的植物播散。面对气候变化，入侵物种和物种活动范围会对自然和管理生态系统构成两大威胁。然而，科学家们对物种通过地形扩散的生态与演化动态的了解是有限的。

为了获得更多了解，Jennifer Williams和同事设置了一组在盆中种植的拟南芥，它们之间所设的间距为拟南芥种子能播散的平均距离的0（表明连续性地貌）、4、8或12倍。在它们经历了6个世代之后，研究人员进行了基因分析以确定每种拟南芥的演化速度。

他们发现，在连续地貌中，较快演化的拟南芥比没有演化的拟南芥播散得更远——小幅增加11%。相反，当环境为“斑块状”（例如，拟南芥之间距离为其种子能播散的平均距离的12倍）时，演化组拟南芥会比非演化组拟南芥的种子播散距离远3倍。有趣的是，拟南芥间的距离无论是其种子能播散的平均距离的4、8或12倍，它们的基因型改变都没有很大差异。不过，一个斑块样的环境确实与长得更高的演化拟南芥相关，长得高能将种子播散得更远。因此，在本例中，有利于长得更高及种子播散得更远的较大演化促使了拟南芥的蔓延。然而，作者们指出，斑块状地貌是否会直接选择种子能更好播散的拟南芥或是通过未被检测的与播散相关的特性而间接选择了种子能更好播散的拟南芥仍然是一个悬而未决的问题。

扭曲光学：用新角度看待光线

研究人员研发出产生扭曲微型光束的方法，它们与螺旋线相似。尽管在较大尺度上用庞大装置已经实现了这一壮举，但在微观尺度制造同样效果的能力仍然难以实现。然而，在较小尺度利用这种角度光线会通过增加信息传播速度而使电信与信息技术取得重要进展。在自然情况下，光线是以直线传播的，但当其有更多自由度时，它能用来储存比线性状态更多的信息。Pei Miao和同事在此对一种微环、圆筒样结构作出某些改变，该结构能被用来让光进行角度投射。该结果能导引光波沿着该圆筒内侧传播，但当光线同时以顺时针和逆时针方向传播时，这些光波会相互抵消。为了克服这一障碍，并让光线在该微型环中单向传播，研究小组添加了交替的锗与锗+铈层。通过这种策略安排，这些交替层使得光线汇聚成一个单点，并会通过该微型环做单侧传播，作者通过实验证实了后者。

番茄能通过检测到寄生性藤蔓分泌的肽

来抵抗其侵害

新的研究揭示，番茄能通过发现寄生植物的某种肽而阻止寄生植物的攻击。在全球范围内，寄生植物导致农作物数十亿美元的损失，更好地了解某些植物如何击退入侵者或能帮助减轻这些损失。反折菟丝子是一种寄生植物，它能感染大多数双子叶植物的茎干，但一个例外是一种叫Solanum lycopersicum的番茄。植物有时会通过致病微生物分泌的独特的肽而发现致病微生物，这会促使宿主植物分泌应激相关激素乙烯。在此，Volker Hegenauer等怀疑，S. lycopersicum番茄可能用类似的策略来应对寄生植物，他们证实了这一点。S. lycopersicum番茄对反折菟丝子超级敏感，另外3种对照植物则不敏感。通过分析S. lycopersicum番茄和另外一种野生番茄间的自然变异，研究人员发现了导致这一敏感性的受体并将其命名为菟丝子受体1（CuRe1）。当研究小组在另外2种植物（一种与S. lycopersicum番茄非常接近，另一种则是S. lycopersicum的远亲）的叶子中诱导相应基因表达时，这两种植物都会对菟丝子肽做出反应：乙烯生成增加，它们都表现出对菟丝子侵害抵抗力的增加。但是作者们指出，仅对CuRe1敏感不能驱动对菟丝子的免疫，因为某些对CuRe1缺乏敏感性的番茄植株仍然对该寄生植物的感染有抵抗力。由Vardis Ntoukakis和Selena Gimenez-Ibanez撰写的《视角》更为详细地讨论了这些发现。

（本栏目文章由美国科学促进会独家提供）