當(dāng)一些草本植物被食草動(dòng)物用力咀嚼時(shí)（或在實(shí)驗(yàn)室被科學(xué)家損傷時(shí)），它們會(huì)發(fā)生超越補(bǔ)償（overcompensate，意指植物遭受傷害后會(huì)有一種積極反應(yīng)），產(chǎn)生更多的植物物質(zhì)，繁殖力變得比平時(shí)更強(qiáng)。最近有科學(xué)家稱，他們已經(jīng)知道這些植物是如何完成這一再生壯舉的。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在最近的《分子生態(tài)學(xué)》雜志（Molecular Ecology）。

他們的研究首次表明，植物被砍斷后會(huì)出現(xiàn)戲劇性的反彈，這種能力依賴于一個(gè)稱為基因組復(fù)制（genome duplication）的過程，在這個(gè)過程中，單個(gè)細(xì)胞復(fù)制其基因內(nèi)容的多個(gè)拷貝，而不發(fā)生有絲分裂。

基因組復(fù)制對(duì)科學(xué)家來說并不陌生；研究人員對(duì)這個(gè)現(xiàn)象已經(jīng)了解了幾十年。但是伊利諾伊大學(xué)動(dòng)物生物學(xué)教授Ken Paige稱，很少有人思考這個(gè)現(xiàn)象背后的目的，他與博士后研究人員Daniel Scholes共同開展了這項(xiàng)研究。

Paige說：“大多數(shù)草本植物——90%，可復(fù)制它們的基因組。我們想知道，這個(gè)過程是為了什么。”

在2011年的一項(xiàng)研究中，Paige和Scholes證明，基因組復(fù)制泛濫的植物，在被傷害后也反彈的更猛烈。研究人員懷疑，基因組復(fù)制可能給植物提供克服逆境所需要的刺激。

那項(xiàng)研究和這項(xiàng)新研究都集中于研究擬南芥——一種十字花科植物，常被用于實(shí)驗(yàn)室模式植物。一些擬南芥植物能夠復(fù)制其基因組，而其他一些則不能。這些植物可以在單個(gè)細(xì)胞中積累幾十份染色體拷貝。

在這項(xiàng)新研究中，Scholes將能夠基因組復(fù)制的擬南芥植物，與缺乏這種能力的擬南芥植物進(jìn)行雜交。Scholes說，如果DNA復(fù)制和再生之間的關(guān)系純屬偶然，那么兩者之間的關(guān)聯(lián)應(yīng)該在其后代中消失。

他說：“但是這種關(guān)系仍然存在于后代中。這是第一手證據(jù)，證明這兩個(gè)特征似乎是彼此相互影響的。”

為了進(jìn)一步檢驗(yàn)這一假設(shè)，Scholes實(shí)驗(yàn)性地增強(qiáng)了擬南芥植物復(fù)制其基因組的能力。他選擇了一個(gè)缺乏這種能力的株系，而且這個(gè)株系在被啃食后也經(jīng)歷了生育率的大幅降低。

研究人員報(bào)道稱，正如預(yù)期的那樣，經(jīng)過改造后，植物在被破壞后能夠大力反彈。Scholes說：“我們能夠完全減輕損傷的其他有害影響。損傷和未損傷植物的生育率之間沒有差異。”

Scholes說，基因組復(fù)制使細(xì)胞增大，提供了更多的個(gè)體基因拷貝，有可能增加關(guān)鍵蛋白質(zhì)和其他驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生長的分子的生產(chǎn)。他說，進(jìn)一步的研究將檢驗(yàn)這些想法。