編譯|小小
被吃被觀賞并非植物歸宿
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[√]從大自然中的“防火衛(wèi)士”到潛在的“饑荒殺手”,這里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。
這是個(gè)真正的世界性計(jì)劃。
野生植物數(shù)量最多的國(guó)家是巴西、中國(guó)和印度,而野生植物最集中的國(guó)家則是阿塞拜疆、葡萄牙和希臘。在世界人口增長(zhǎng)超過90億的情況下,這種在發(fā)展中國(guó)家進(jìn)行的交叉育種項(xiàng)目可能帶來的好處是顯而易見的。
你吃著植物食物,穿著它們制成的衣服,并把它們放在花瓶里以欣賞的眼光看著時(shí),你真的充分發(fā)揮了植物的全部潛力嗎?英國(guó)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(wèi)士”到潛在的“饑荒殺手”,這里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??茖W(xué)家們正在尋找大自然中的恩賜,以幫助解決21世紀(jì)遇到的各種挑戰(zhàn)。
將農(nóng)場(chǎng)培育的蔬菜與野生蔬菜雜交,可以創(chuàng)造出能夠抵抗蟲害和疾病的超級(jí)蔬菜
當(dāng)我們?cè)诓捅P上吃蔬菜時(shí),我們所看到的是曾經(jīng)在農(nóng)場(chǎng)種植的普通農(nóng)作物。但是Crop Wild Relatives表示,這些農(nóng)場(chǎng)種植的作物在野生環(huán)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(zhǎng)在野外的植物近親(遠(yuǎn)離馴養(yǎng)農(nóng)場(chǎng))已經(jīng)發(fā)展出了抵御害蟲、疾病、土壤鹽堿和氣候變化的能力。這就是為什么植物育種家們正努力將這些野生作物與農(nóng)場(chǎng)作物雜交的原因,這樣可以使它們像野外近親那樣頑強(qiáng),同時(shí)還能給我們提供馴服植物所能帶來的好處,比如高產(chǎn)。
然而,盡管這些野生植物的近親在全球范圍內(nèi)擴(kuò)散,但它們正受到眾多環(huán)境因素的威脅。大多數(shù)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、污染、戰(zhàn)爭(zhēng)以及農(nóng)業(yè)集約化的方式進(jìn)行。英國(guó)皇家植物園的千禧種子銀行(Millennium Seed Bank)正與合作伙伴共同在世界各地開展繁殖計(jì)劃,并在未來幾年內(nèi)拯救這些野生植物表親。
這并不是什么新鮮事兒,植物藥用自古以來就存在。但是在發(fā)現(xiàn)植物藥用價(jià)值方面,我們的進(jìn)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(shù)量還不到16%。2012年,世界衛(wèi)生組織估計(jì)植物性醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的價(jià)值時(shí),總額高達(dá)830億美元。
這個(gè)行業(yè)越來越受歡迎:在德國(guó),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(gè)主要的問題是,衛(wèi)生監(jiān)管機(jī)構(gòu)迫切希望阻止不安全或虛假植物藥物進(jìn)入市場(chǎng)。許多人擔(dān)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(guó)是試圖阻止這種情況的國(guó)家之一,2016年12月,中國(guó)宣布的目標(biāo)是到2020年將更多的傳統(tǒng)中藥融入到醫(yī)療體系中,并提供詳細(xì)的例證和說明,以防止未來出現(xiàn)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(xù)的資源中尋找植物,培育它們,引入可靠的可追溯性程序,并確保更有效的質(zhì)量控制。
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(shù)量還不到16%
英國(guó)皇家植物園——Kew Gardens(邱園)
當(dāng)然,這不是指真正的香蕉。Enset是在埃塞俄比亞種植了數(shù)萬年的香蕉家族成員,埃塞俄比亞人實(shí)際上為它取了200多個(gè)名字,而且它有幾個(gè)不同的用途。作為非洲的主要作物,它可以制作繩索、藥物、帳篷、動(dòng)物飼料和衣服,更不用說為咖啡植物生長(zhǎng)提供理想的微氣候;它能抵御干旱、暴雨和洪水的侵襲?;旧?,這些都是“真香蕉”做不到的事情??茖W(xué)家們始終在研究是否能在其他地方也種植這種可自動(dòng)適合氣候的智能型植物,尤其是在其他非洲地區(qū)和面臨饑荒威脅的國(guó)家。
與大多數(shù)谷物相比,每平方米enset所產(chǎn)的食物可養(yǎng)活更多人,它能被做成三種食物:嘗起來有點(diǎn)兒酸的面團(tuán)、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(nóng)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(jí)香蕉的秘密,肯定能開發(fā)出更多用途。
大多數(shù)人會(huì)把漢堡肉餅或熱狗放在滾燙的燒烤架上,而邱園決定把某些植物扔在上面。當(dāng)你想到野火和它們對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境造成的破壞時(shí),植物的可燃性就顯得尤為重要。這可能是因?yàn)橹参锏亩鄻有院懿?,也因?yàn)榉潜镜刂参锔緹o法適應(yīng)新家園的氣候。但是在許多生態(tài)系統(tǒng)中,經(jīng)歷火的考驗(yàn)是個(gè)非常正常而又重要的過程。
邱園的研究人員正在尋找和識(shí)別易燃植物家族,并規(guī)劃出能更有抵御森林大火的景觀。它們可以被用作自然防火帶,減少被燒毀的寶貴資源的數(shù)量。那些可以抵御未來火災(zāi)頻率增加的植物需要具備較厚的樹皮、快速反應(yīng)能力,并有可能存在晚熟錐。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(hù)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(huì)被釋放到空氣中。
科學(xué)家們正在設(shè)計(jì)智能服裝,這種紡織品可以收集能源、照明、探測(cè)污染,甚至可以與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交流。然而,這些經(jīng)常被化學(xué)處理過的織物會(huì)隨著時(shí)間推移而磨損。現(xiàn)在,研究人員已經(jīng)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(xiàng)進(jìn)展順利,它可能會(huì)帶來更強(qiáng)、更輕、更明亮的紡織品,而且不會(huì)磨損。
改變棉花的新方法很簡(jiǎn)單,以色列魏茨曼科學(xué)研究所化學(xué)家菲利普?納塔利奧(Filipe Natalio)與以色列和德國(guó)同事簡(jiǎn)單地將分子與期望的功能聯(lián)系起來,比如熒光。這些糖分子通過他們的脈管吸收,并利用分子來構(gòu)建它們的細(xì)胞,這些細(xì)胞被用來制造植物的棉纖維。
超級(jí)棉花
納塔利奧等人成功培育出能夠發(fā)光的棉花,雖然沒有跡象表明這些熒光纖維能持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間。但納塔利奧指出,由于這些熒光化合物的化學(xué)成分與纖維中的糖有聯(lián)系,因此它們不會(huì)被洗掉。研究人員還將磁性化合物與糖聯(lián)系起來,表明它們也被納入了棉纖維中。將來,這將使服裝制造者能夠在我們的衣服中建立數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力。
麻省理工學(xué)院化學(xué)工程師邁克爾?斯特蘭諾(Michael Strano)說,這項(xiàng)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(jiān)管障礙。