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        植物為什么不會(huì)死于癌癥?

        2019-09-05 17:46:44
        大眾科學(xué) 2019年6期
        關(guān)鍵詞:人類植物生長(zhǎng)

        6月,一部同名影視作品《切爾諾貝利》的熱播,將一場(chǎng)發(fā)生在1986年的核災(zāi)難重新帶回了公眾的視野。這場(chǎng)災(zāi)難讓成千上萬(wàn)人罹患癌癥,將一個(gè)曾經(jīng)人口稠密的區(qū)域變成一個(gè)幽靈城市,并設(shè)立了2600平方公里大小的禁區(qū)。

        但是,切爾諾貝利的禁區(qū)內(nèi)也并非毫無(wú)生機(jī),在老核電站周?chē)L(zhǎng)出來(lái)了一片茂密的森林。即便是那些最脆弱和暴露在最外面的植物,也沒(méi)有一開(kāi)始就死亡,哪怕是在輻射最嚴(yán)重的地區(qū),受損的植被也在三年內(nèi)就恢復(fù)了。

        那么,植物為什么對(duì)輻射和核災(zāi)難的抵抗力如此之強(qiáng)呢?換言之,植物為什么不會(huì)死于癌癥?

        DNA是個(gè)例外

        要回答這個(gè)問(wèn)題,我們首先需要了解核反應(yīng)堆的輻射是如何影響活細(xì)胞的。切爾諾貝利的放射性物質(zhì)是“不穩(wěn)定的”,因?yàn)樗鼤?huì)不斷地釋放出高能粒子和波,這些粒子和波會(huì)破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),或者制造出會(huì)攻擊細(xì)胞機(jī)制的化學(xué)反應(yīng)。

        細(xì)胞的大部分受損部分是可替換的,但至關(guān)重要的DNA卻是個(gè)例外。在較高的輻射劑量下,DNA會(huì)變得混亂,細(xì)胞也會(huì)迅速死亡;較低的劑量會(huì)以突變的形式改變細(xì)胞的功能,造成更難以察覺(jué)的損害,例如使細(xì)胞癌變,發(fā)生無(wú)法控制地繁殖,并擴(kuò)散到身體的其他部位。

        對(duì)動(dòng)物來(lái)說(shuō),這通常是致命的,因?yàn)樗鼈兊募?xì)胞和系統(tǒng)高度特化且缺乏靈活性。如果把動(dòng)物的生物系統(tǒng)想象成一個(gè)復(fù)雜的機(jī)器,那么每個(gè)細(xì)胞和器官都有自己的位置和功能,只有在所有的部分都協(xié)同工作時(shí),這個(gè)系統(tǒng)才得以正常運(yùn)行。在沒(méi)有大腦、沒(méi)有心臟,或沒(méi)有肺的情況下,人類生命是無(wú)法繼續(xù)的。

        特殊的生長(zhǎng)方式

        然而,植物卻以一種更加靈活和有機(jī)的方式生長(zhǎng)。由于它們不能移動(dòng),因此它們除了選擇去適應(yīng)周?chē)沫h(huán)境之外別無(wú)選擇。植物不像動(dòng)物那樣具有固定的結(jié)構(gòu),而是在生長(zhǎng)過(guò)程中逐漸形成了結(jié)構(gòu)。它們的根是否長(zhǎng)得深、莖是否長(zhǎng)得高,都取決于來(lái)自植物其他部分的化學(xué)信號(hào)的平衡,以及光照、溫度、水分和營(yíng)養(yǎng)條件。

        重要的是,與動(dòng)物細(xì)胞不同的是,對(duì)植物來(lái)說(shuō),幾乎所有的植物細(xì)胞都能產(chǎn)生植物需要的任何類型的新細(xì)胞。這就是為什么園丁可以通過(guò)插枝來(lái)培育出新的植物,從之前的一根莖或一片葉中就萌發(fā)出新的根來(lái)。

        這一切都意味著,對(duì)植物來(lái)說(shuō),無(wú)論它們的受損細(xì)胞是由于受到了動(dòng)物的攻擊還是遭受了輻射的傷害,植物都比動(dòng)物更具有替換受損或死亡的細(xì)胞和組織的能力。雖然輻射和其他類型的DNA受損也能導(dǎo)致植物的體內(nèi)出現(xiàn)腫瘤,但由于植物細(xì)胞的周?chē)袌?jiān)硬且相連的細(xì)胞壁,所以出現(xiàn)在植物身上的突變細(xì)胞通常無(wú)法像癌癥那樣從一個(gè)部位擴(kuò)散到另一個(gè)部位。在絕大多數(shù)情況下,這樣的腫瘤也都不是致命的,因?yàn)橹参锟梢哉业椒椒▉?lái)繞過(guò)這些失靈的組織。

        大自然的復(fù)蘇能力

        有趣的是,除了天然地?fù)碛袘?yīng)對(duì)輻射的抵抗力之外,切爾諾貝利禁區(qū)內(nèi)的一些植物似乎還會(huì)使用額外的機(jī)制來(lái)保護(hù)它們的DNA,改變細(xì)胞的化學(xué)成分從而使它們更能抵御破壞,如果這仍不起作用,它們還會(huì)啟動(dòng)修復(fù)系統(tǒng)。在遙遠(yuǎn)的過(guò)去,當(dāng)植物開(kāi)始早期的進(jìn)化時(shí),地球表面的自然輻射水平要比現(xiàn)在高得多,所以為了生存下去,禁區(qū)內(nèi)的植物可能會(huì)重新利用那個(gè)時(shí)期的適應(yīng)性。

        現(xiàn)在,在切爾諾貝利的周?chē)?,生命正在蓬勃發(fā)展。許多動(dòng)植物物種的數(shù)量實(shí)際上比災(zāi)難發(fā)生前還多。

        你或許會(huì)驚訝于大自然的這種復(fù)蘇能力,畢竟切爾諾貝利曾造成了悲劇性的損失,且大大縮短了人類的壽命。輻射確實(shí)也會(huì)對(duì)植物造成明顯的有害影響,并可能縮短某些植物和動(dòng)物的壽命。但是,如果能充足地供給維持生命的資源,且不是致命性的傷害,那么生命就能繼續(xù)欣欣向榮。

        至關(guān)重要的是,切爾諾貝利核災(zāi)難的輻射所帶來(lái)的傷害,抵不過(guò)人類離開(kāi)這片地區(qū)所能帶來(lái)的好處?,F(xiàn)在,這里基本上是歐洲最大的一個(gè)自然保護(hù)區(qū),這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中有著比從前更多的生命形態(tài),只是每個(gè)獨(dú)立個(gè)體的生命周期會(huì)短一點(diǎn)。

        在某種程度上,切爾諾貝利災(zāi)難揭示了我們對(duì)地球環(huán)境影響的真實(shí)程度。盡管這次核事故是有害的,但它對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的破壞遠(yuǎn)遠(yuǎn)小過(guò)于對(duì)我們的傷害。在人類把自己趕出這個(gè)區(qū)域的過(guò)程中,我們?yōu)榇笞匀粍?chuàng)造了復(fù)蘇的空間。(編輯/任偉)

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        哦,不怕,不怕
        將植物穿身上
        《生長(zhǎng)在春天》
        植物罷工啦?
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