科學家發現，植物和人類一樣，有一個「內在時鐘」——這意味著它們能夠分辨時間。
但這意味著什麼？植物具有被稱為生理時鐘基因的細胞，使它們能夠測量每日和季節的節律。了解這一過程的工作原理可能會導致作物育種以獲得更高的產量和更永續的農業。
劍橋大學植物科學系細胞信號傳導系主任、該論文的資深作者 Alex Webb 教授說：“我們發現，當植物的內部時鐘與其生長環境相匹配時，植物會生長得更好。”2021 年 4 月報告。
植物如何辨別時間？
「我們生活在一個旋轉的星球上，這對我們的生物學以及植物的生物學產生了巨大的影響，」韋伯教授解釋道。
在這項研究中，劍橋科學家的觀察是基於一種小型開花植物擬南芥（俗稱擬南芥）。
他們發現，我們在晝夜週期中發現的有節奏的光供應導致了生理時鐘的進化。這些時鐘調節大多數植物的生理、光合作用、新陳代謝和發育。這就是科學家所說的「時間文化」。
「植物對害蟲的反應是優化的——在一天中害蟲活躍的時候，它們對害蟲的抵抗力最強，」韋伯補充道。 「因此，只要冷藏卡車上的一盞簡單的燈打開和關閉來模仿晝夜循環，就可以利用植物的內部時鐘來幫助改善儲存並減少浪費。”
這對農業有多大用處？
所有主要作物中控制晝夜節律的基因都是相似的，並且具有許多優點。
晝夜節律系統有助於調節開花、生物量、光合作用、用水、溫度壓力反應和病原體防禦，這些都是植物作物重要的產量組成部分。
「我們從實驗室實驗中得知，在一天中的某些時間澆水或施用殺蟲劑可能更有效，這意味著農民可以使用更少的這些資源。這是一個簡單的勝利，可以節省資金並有助於永續發展，」韋伯指出。
「更有效地利用水是農業永續發展的重要目標，」他補充道。
研究發現，憑藉對植物內部時鐘的了解以及透過基因改造改變它的能力，照明和加熱週期可以與植物相匹配，以實現「高效生長」。
「在垂直農業中，時間培養可以完全控製作物。我們可以培育具有適合室內生長的內部時鐘的特定作物，並優化它們的光照和溫度循環，」韋伯教授說。
科學家認為，了解植物的內部時鐘也有助於減少害蟲損害，並為時間培養提供機會，使糧食生產更加永續。
植物研究也提出了一個可以應用於人類醫學的類似想法：「時間醫學」。
