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2017-9-25 06:50
被吃被观赏并非植物归宿:科学家还想杂交超级植物

摘要 : 这是个真正的世界性计划。野生植物数量最多的国家是巴西、中国和印度,而野生植物最集中的国家则是阿塞拜疆、葡萄牙和希腊。在世界人口增长超过90亿的情况下,这种在发展中国家进行的交叉育种项目可能带来的好处是显 ...

习斋2017-9-25 06:50590
/来自: 网易科技

出品|网易科学人栏目组

译者|小小

你吃着植物食物,穿着它们制成的衣服,并把它们放在花瓶里以欣赏的眼光看着它们时,你真的充分发挥了植物的全部潜力吗?英国邱园植物园的研究人员称,他们有更多方法可以利用植物的力量。从大自然中的“防火卫士”到潜在的“饥荒杀手”,这里有五种令人难以置信的方式,显示植物可以给我们的世界带来的革命性变化。科学家们正在寻找大自然中的恩赐,以帮助解决21世纪遇到的各种挑战。

被吃被观赏并非植物归宿:科学家还想杂交超级植物

1.杂交超级植物

当我们在餐盘上吃蔬菜时,我们所看到的是曾经在农场种植的普通农作物。但是Crop Wild Relatives表示,这些农场种植的作物在野生环境下也有亲戚,它们也能提供食物,就像野狼与家犬那样。但是那些生长在野外的植物近亲(远离驯养农场)已经发展出了抵御害虫、疾病、土壤盐碱和气候变化的能力。这就是为什么植物育种家们正努力将这些野生作物与农场作物杂交的原因,这样可以使它们像野外近亲那样顽强,同时还能给我们提供驯服植物所能带来的好处,比如高产。

被吃被观赏并非植物归宿:科学家还想杂交超级植物

图:将农场培育的蔬菜与野生蔬菜杂交,可以创造出能够抵抗虫害和疾病的超级蔬菜

这是个真正的世界性计划。野生植物数量最多的国家是巴西、中国和印度,而野生植物最集中的国家则是阿塞拜疆、葡萄牙和希腊。在世界人口增长超过90亿的情况下,这种在发展中国家进行的交叉育种项目可能带来的好处是显而易见的。然而,尽管这些野生植物的近亲在全球范围内扩散,但它们正受到众多环境因素的威胁。大多数威胁都源自人类的入侵,通过土地使用方式的改变、全球变暖、污染、战争以及农业集约化的方式进行。英国皇家植物园的千禧种子银行(Millennium Seed Bank)正与合作伙伴共同在世界各地开展繁殖计划,并在未来几年内拯救这些野生植物表亲。

2.使用植物入药

这并不是什么新鲜事儿,植物药用自古以来就存在。但是在发现植物药用价值方面,我们的进展似乎太慢了。目前有超过28000种植物被记录为药用植物,但是在药物管制出版物中引用的植物数量还不到16%。2012年,世界卫生组织估计植物性医药产业的价值时,总额高达830亿美元。这个行业越来越受欢迎:在德国,大约90%的人都使用草药,这些草药是由像毛地黄和大蒜这样的植物提炼的。但是,一个主要的问题是,卫生监管机构迫切希望阻止不安全或虚假植物药物进入市场。许多人担心,草药名称与那些名字相似的药物混淆,而患者最终摄入了一种非常不合适的(而且可能致命的)药物。

被吃被观赏并非植物归宿:科学家还想杂交超级植物

中国是正试图阻止这种情况的国家之一。2016年12月,中国宣布,他们的目标是到2020年将更多的传统中药融入到医疗体系中,并提供详细的例证和说明,以防止未来出现任何混乱。如果我们要利用植物的全部救命潜力,研究人员提出了紧急建议:从可持续的资源中寻找植物,培育它们,引入可靠的可追溯性程序,并确保更有效的质量控制。

3.类固醇香蕉

当然,这不是指真正的香蕉。enset是在埃塞俄比亚种植了数万年的香蕉家族成员,埃塞俄比亚人实际上为它取了200多个名字,而且它有几个不同的用途。作为非洲的主要作物,它可以制作绳索、药物、帐篷、动物饲料和衣服,更不用说为咖啡植物生长提供理想的微气候。它能抵御干旱、暴雨和洪水的侵袭。基本上,这些都是“真香蕉”做不到的事情。科学家们始终在研究是否能在其他地方也种植这种可自动适合气候的智能型植物,尤其是在其他非洲地区和面临饥荒威胁的国家。

被吃被观赏并非植物归宿:科学家还想杂交超级植物

图:Enset是一种在埃塞俄比亚种植的一种类似香蕉的植物,可以作为长期保存的水果,也可以被制成衣服

与大多数谷物相比,每平方米enset所产的食物可养活更多人,它能被做成三种食物:尝起来有点儿酸的面团、猪脊汤以及与土豆相似的煮根。但首先,他们必须找出如何收集种子的方法。目前,农民们从植株上剪下枝头来培育更多的幼株,这意味着没有人真正知道enset是如何授粉的。然而,一旦他们破解了这种超级香蕉的秘密,我们肯定能开发出更多用途。

4.防火植物

大多数人会把汉堡肉饼或热狗放在滚烫的烧烤架上,而邱园(Kew Gardens)决定把某些植物扔在上面。当你想到野火和它们对经济、社会和环境造成的破坏时,植物的可燃性就显得尤为重要。这可能是因为植物的多样性很差,也因为非本地植物根本无法适应新家园的气候。但是在许多生态系统中,经历火的考验是个非常正常而又重要的过程。

被吃被观赏并非植物归宿:科学家还想杂交超级植物图:研究人员始终在寻找新的方法来培育或设计能解决大问题的“超级植物”,包括饥荒、干旱、火灾等

邱园的研究人员正在寻找和识别易燃植物家族,并规划出能更有抵御森林大火的景观。它们可以被用作自然防火带,减少被烧毁的宝贵资源的数量。那些可以抵御未来火灾频率增加的植物需要具备较厚的树皮、快速反应能力,并有可能存在晚熟锥。它们就像从灰烬中“浴火重生”的凤凰那样,如果大火烧掉了保护它的树脂,为了确保其他地方物种的生存,这些锥状的种子会被释放到空气中。

5.超级棉花

被吃被观赏并非植物归宿:科学家还想杂交超级植物

科学家们正在设计智能服装,这种纺织品可以收集能源、照明、探测污染,甚至可以与互联网进行交流。然而,这些经常被化学处理过的织物会随着时间推移而磨损。现在,研究人员已经找到了一种方法,可以将这些功能直接“种植”到棉花纤维中。如果这项进展顺利,它可能会带来更强、更轻、更明亮的纺织品,而且不会磨损。改变棉花的新方法很简单,以色列魏茨曼科学研究所化学家菲利普·纳塔利奥(Filipe Natalio)与以色列和德国同事简单地将分子与期望的功能联系起来,比如荧光。这些糖分子通过他们的脉管吸收,并利用分子来构建它们的细胞,这些细胞被用来制造植物的棉纤维。

纳塔利奥等人成功培育出能够发光的棉花,虽然没有迹象表明这些荧光纤维能持续多长时间。但纳塔利奥指出,由于这些荧光化合物的化学成分与纤维中的糖有联系,因此它们不会被洗掉。研究人员还将磁性化合物与糖联系起来,表明它们也被纳入了棉纤维中。将来,这将使服装制造者能够在我们的衣服中建立数据存储能力。麻省理工学院化学工程师迈克尔·斯特兰诺(Michael Strano)说,这项研究提出了一种新的方法,可以在植物中添加新的功能,而不必通过基因工程改变它们的基因。然而这些方法在广泛使用过程中面临着巨大的监管障碍。(小小)

本文来源:网易科学人
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