被吃被觀賞並非植物歸宿,科學家還想雜交超級植物

2020-11-22 搜狐網

原標題:被吃被觀賞並非植物歸宿,科學家還想雜交超級植物

網易科技,譯者 小小,36氪經授權發布。

這是個真正的世界性計劃。野生植物數量最多的國家是巴西、中國和印度,而野生植物最集中的國家則是亞塞拜然、葡萄牙和希臘。在世界人口增長超過90億的情況下,這種在發展中國家進行的交叉育種項目可能帶來的好處是顯而易見的。

你吃著植物食物,穿著它們製成的衣服,並把它們放在花瓶裡以欣賞的眼光看著它們時,你真的充分發揮了植物的全部潛力嗎?英國邱園植物園的研究人員稱,他們有更多方法可以利用植物的力量。從大自然中的「防火衛士」到潛在的「饑荒殺手」,這裡有五種令人難以置信的方式,顯示植物可以給我們的世界帶來的革命性變化。科學家們正在尋找大自然中的恩賜,以幫助解決21世紀遇到的各種挑戰。

1.雜交超級植物

當我們在餐盤上吃蔬菜時,我們所看到的是曾經在農場種植的普通農作物。但是Crop Wild Relatives表示,這些農場種植的作物在野生環境下也有親戚,它們也能提供食物,就像野狼與家犬那樣。但是那些生長在野外的植物近親(遠離馴養農場)已經發展出了抵禦害蟲、疾病、土壤鹽鹼和氣候變化的能力。這就是為什麼植物育種家們正努力將這些野生作物與農場作物雜交的原因,這樣可以使它們像野外近親那樣頑強,同時還能給我們提供馴服植物所能帶來的好處,比如高產。

圖:將農場培育的蔬菜與野生蔬菜雜交,可以創造出能夠抵抗蟲害和疾病的超級蔬菜

這是個真正的世界性計劃。野生植物數量最多的國家是巴西、中國和印度,而野生植物最集中的國家則是亞塞拜然、葡萄牙和希臘。在世界人口增長超過90億的情況下,這種在發展中國家進行的交叉育種項目可能帶來的好處是顯而易見的。然而,儘管這些野生植物的近親在全球範圍內擴散,但它們正受到眾多環境因素的威脅。大多數威脅都源自人類的入侵,通過土地使用方式的改變、全球變暖、汙染、戰爭以及農業集約化的方式進行。英國皇家植物園的千禧種子銀行(Millennium Seed Bank)正與合作夥伴共同在世界各地開展繁殖計劃,並在未來幾年內拯救這些野生植物表親。

2.使用植物入藥

這並不是什麼新鮮事兒,植物藥用自古以來就存在。但是在發現植物藥用價值方面,我們的進展似乎太慢了。目前有超過28000種植物被記錄為藥用植物,但是在藥物管制出版物中引用的植物數量還不到16%。2012年,世界衛生組織估計植物性醫藥產業的價值時,總額高達830億美元。這個行業越來越受歡迎:在德國,大約90%的人都使用草藥,這些草藥是由像毛地黃和大蒜這樣的植物提煉的。但是,一個主要的問題是,衛生監管機構迫切希望阻止不安全或虛假植物藥物進入市場。許多人擔心,草藥名稱與那些名字相似的藥物混淆,而患者最終攝入了一種非常不合適的(而且可能致命的)藥物。

中國是正試圖阻止這種情況的國家之一。2016年12月,中國宣布,他們的目標是到2020年將更多的傳統中藥融入到醫療體系中,並提供詳細的例證和說明,以防止未來出現任何混亂。如果我們要利用植物的全部救命潛力,研究人員提出了緊急建議:從可持續的資源中尋找植物,培育它們,引入可靠的可追溯性程序,並確保更有效的質量控制。

3.類固醇香蕉

當然,這不是指真正的香蕉。enset是在衣索比亞種植了數萬年的香蕉家族成員,衣索比亞人實際上為它取了200多個名字,而且它有幾個不同的用途。作為非洲的主要作物,它可以製作繩索、藥物、帳篷、動物飼料和衣服,更不用說為咖啡植物生長提供理想的微氣候。它能抵禦乾旱、暴雨和洪水的侵襲。基本上,這些都是「真香蕉」做不到的事情。科學家們始終在研究是否能在其他地方也種植這種可自動適合氣候的智能型植物,尤其是在其他非洲地區和面臨饑荒威脅的國家。

圖:Enset是一種在衣索比亞種植的一種類似香蕉的植物,可以作為長期保存的水果,也可以被製成衣服

與大多數穀物相比,每平方米enset所產的食物可養活更多人,它能被做成三種食物:嘗起來有點兒酸的麵團、豬脊湯以及與土豆相似的煮根。但首先,他們必須找出如何收集種子的方法。目前,農民們從植株上剪下枝頭來培育更多的幼株,這意味著沒有人真正知道enset是如何授粉的。然而,一旦他們破解了這種超級香蕉的秘密,我們肯定能開發出更多用途。

4.防火植物

大多數人會把漢堡肉餅或熱狗放在滾燙的燒烤架上,而邱園(Kew Gardens)決定把某些植物扔在上面。當你想到野火和它們對經濟、社會和環境造成的破壞時,植物的可燃性就顯得尤為重要。這可能是因為植物的多樣性很差,也因為非本地植物根本無法適應新家園的氣候。但是在許多生態系統中,經歷火的考驗是個非常正常而又重要的過程。

圖:研究人員始終在尋找新的方法來培育或設計能解決大問題的「超級植物」,包括饑荒、乾旱、火災等

邱園的研究人員正在尋找和識別易燃植物家族,並規劃出能更有抵禦森林大火的景觀。它們可以被用作自然防火帶,減少被燒毀的寶貴資源的數量。那些可以抵禦未來火災頻率增加的植物需要具備較厚的樹皮、快速反應能力,並有可能存在晚熟錐。它們就像從灰燼中「浴火重生」的鳳凰那樣,如果大火燒掉了保護它的樹脂,為了確保其他地方物種的生存,這些錐狀的種子會被釋放到空氣中。

5.超級棉花

科學家們正在設計智能服裝,這種紡織品可以收集能源、照明、探測汙染,甚至可以與網際網路進行交流。然而,這些經常被化學處理過的織物會隨著時間推移而磨損。現在,研究人員已經找到了一種方法,可以將這些功能直接「種植」到棉花纖維中。如果這項進展順利,它可能會帶來更強、更輕、更明亮的紡織品,而且不會磨損。改變棉花的新方法很簡單,以色列魏茨曼科學研究所化學家菲利普·納塔利奧(Filipe Natalio)與以色列和德國同事簡單地將分子與期望的功能聯繫起來,比如螢光。這些糖分子通過他們的脈管吸收,並利用分子來構建它們的細胞,這些細胞被用來製造植物的棉纖維。

納塔利奧等人成功培育出能夠發光的棉花,雖然沒有跡象表明這些螢光纖維能持續多長時間。但納塔利奧指出,由於這些螢光化合物的化學成分與纖維中的糖有聯繫,因此它們不會被洗掉。研究人員還將磁性化合物與糖聯繫起來,表明它們也被納入了棉纖維中。將來,這將使服裝製造者能夠在我們的衣服中建立數據存儲能力。麻省理工學院化學工程師麥可·斯特蘭諾(Michael Strano)說,這項研究提出了一種新的方法,可以在植物中添加新的功能,而不必通過基因工程改變它們的基因。然而這些方法在廣泛使用過程中面臨著巨大的監管障礙。返回搜狐,查看更多

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