駱昌芹
有沒(méi)有這樣一種牲畜,不用人工飼養(yǎng),只靠喝“白開(kāi)水”、“西北風(fēng)”過(guò)日子,即使在茫?;囊?,也能茁壯成長(zhǎng)。它出產(chǎn)的動(dòng)物肉有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,遠(yuǎn)非植物產(chǎn)品所能比。
從理論上來(lái)講,這種可能性確實(shí)存在,或許你不相信,然而綠色牧業(yè)正向我們展示著未來(lái)的前景。
每當(dāng)春暖花開(kāi)時(shí),一些池塘往往被染上了鮮綠的色彩,格外艷麗。人們常常贊嘆,池塘“開(kāi)花”了。池塘里開(kāi)的是什么花?原來(lái)是池水中大量繁殖的眼蟲(chóng)。
所謂眼蟲(chóng),是一種要在顯微鏡下才能看清的小生物,它的形狀有點(diǎn)像眼睛,所以起了這個(gè)奇特的名字。
它的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源非常有趣。在晴朗的日子里,細(xì)胞中的綠色機(jī)器——葉綠體,就像其他植物那樣,能通過(guò)光合作用合成碳水化合物。只要有足夠的水分、二氧化碳和礦物質(zhì),就能健康地生存。這時(shí)它過(guò)著地道的自養(yǎng)式生活。
如果長(zhǎng)期處于黑暗之中,眼蟲(chóng)就會(huì)失去綠色,轉(zhuǎn)而過(guò)動(dòng)物那樣的生活,需要依賴(lài)外界補(bǔ)給的有機(jī)物維持生命。也就是說(shuō),這時(shí)它已成為地道的異養(yǎng)生物了。
這小小的生命,給科學(xué)家出了一個(gè)大難題——應(yīng)該如何定義它?是動(dòng)物還是植物?
說(shuō)它是動(dòng)物吧,它卻具有典型的植物結(jié)構(gòu)——葉綠體。說(shuō)它是植物吧,它活潑、愛(ài)運(yùn)動(dòng)等特點(diǎn)又完全像一只原蟲(chóng)??傊?,對(duì)于它來(lái)說(shuō),動(dòng)植物間的界限好像已經(jīng)消失,使得學(xué)者無(wú)所適從。所以有人干脆把它稱(chēng)之為“綠色動(dòng)物”,也許這才是比較確切的稱(chēng)呼吧!
在海洋中,有一種叫綠海天牛的軟體動(dòng)物,它靠取食海藻類(lèi)的原生質(zhì)為生。在它的消化細(xì)胞中有許多葉綠體存在。只要有陽(yáng)光照射,這些葉綠體就能正常進(jìn)行光合作用。所以綠海天牛在光照之下,即使長(zhǎng)時(shí)間挨餓也毫不在乎。
有人曾經(jīng)做過(guò)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn),如果將它放在黑暗之中挨餓,只能存活14至39天。但如果將其置于陽(yáng)光下,經(jīng)歷93天后,在21只個(gè)體中只死了5只。據(jù)分析,這5只的死因主要還在于年齡過(guò)大。可見(jiàn),這種多細(xì)胞動(dòng)物身上共生的葉綠體,的確是在“忠心耿耿”地為寄主效勞,長(zhǎng)期維持綠海天牛營(yíng)養(yǎng)的需要。
提起葉綠體,人們常常本能地把它和植物細(xì)胞聯(lián)系起來(lái),好像歷來(lái)它就是植物細(xì)胞中不可分割的胞器。事實(shí)果真如此嗎?
幾十年來(lái),有幾項(xiàng)突破性的研究證明,它的起源比想象的要神秘得多。在很早以前,葉綠體竟是一種自立自主的藍(lán)藻,由于偶然機(jī)會(huì),進(jìn)入原始細(xì)胞共生生活,經(jīng)歷長(zhǎng)期適應(yīng)和演變之后,才形成今天這副模樣。
人們發(fā)現(xiàn),葉綠體有一套獨(dú)立的遺傳系統(tǒng),它和藍(lán)藻中的DNA系統(tǒng)很相似,而和植物細(xì)胞核中的那一套則相去甚遠(yuǎn)。
大概正由于這種不平凡的來(lái)歷,所以至今它還保留著一定程度的獨(dú)立性。像綠海天牛在挨餓93天之后,消化細(xì)胞中的葉綠體還依然存活,并能繼續(xù)執(zhí)行職能。在考察各方面的資料后,一位學(xué)者頗為自信地認(rèn)為,葉綠體在這種動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)中完全有可能無(wú)限期地存活下去。
自然界中,綠海天牛的某些近親,像丑綠海天牛等都具有類(lèi)似的能力。不但如此,有學(xué)者查明,甚至高等動(dòng)物都存在這種可能性。例如,有人從菠菜和非洲堇的葉片中分離出葉綠體,加到小鼠L細(xì)胞的培養(yǎng)液中。30分鐘后,它們進(jìn)入小鼠細(xì)胞質(zhì)內(nèi),兩天之后,發(fā)現(xiàn)這些僑居小鼠細(xì)胞中的葉綠體仍能進(jìn)行光合作用??梢?jiàn),此時(shí)它們還保持著正常的活力。
特別值得一提的是,有人把一種蕨藻的離體葉綠體培養(yǎng)到雞蛋蛋白中(這里有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分),每天給予15小時(shí)的光照,10天后,這些葉綠體在形狀結(jié)構(gòu)上還完全正常。27天后,仍然保持著光合能力。
最有意思的是,在離體培養(yǎng)之下,這個(gè)綠色細(xì)胞的胞器,居然還能進(jìn)行DNA復(fù)制和分裂繁殖!怪不得一些學(xué)者相信:只要選擇恰當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基,人類(lèi)終將實(shí)現(xiàn)葉綠體的長(zhǎng)期體外培養(yǎng)!
科學(xué)家曾經(jīng)設(shè)想,既然葉綠體在綠海天牛細(xì)胞中能正常存活、工作,是不是也可以讓它感染別的動(dòng)物?
如果可能,那豈不是就像給動(dòng)物建立起一座座綠色工廠(chǎng)那樣,使寄主可以依靠廉價(jià)的太陽(yáng)能制造出有機(jī)物質(zhì)。于是它們將在營(yíng)養(yǎng)需求上完全做到自給自立,再也用不著外來(lái)的有機(jī)飼料,這難道不是人類(lèi)夢(mèng)寐以求的理想嗎?
當(dāng)然,目前的科學(xué)水平離這種理想還“相距甚遠(yuǎn)”。不過(guò)至少?gòu)睦碚撋蟻?lái)看,這種可能性確實(shí)存在。也許有朝一日,我們終將育成這種“嶄新的生物類(lèi)型”,那會(huì)是一件多大的喜事?。?/p>
這種牲畜可以完全靠喝“白開(kāi)水”、“西北風(fēng)”過(guò)日子,即使茫?;囊埃部梢宰聣殉砷L(zhǎng),所以飼養(yǎng)它們最經(jīng)濟(jì)又最實(shí)惠。與植物相比,由于它具有主動(dòng)尋找補(bǔ)給(水分)的能力,適應(yīng)范圍肯定要廣闊得多。它出產(chǎn)的動(dòng)物肉又有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,遠(yuǎn)非植物產(chǎn)品所能比擬,因此也將遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于種植事業(yè)。
總之,這樣的一天,將會(huì)徹底改變傳統(tǒng)的畜牧業(yè)面貌:
未來(lái)的牧場(chǎng)只要水源充足,即使最貧瘠的沙漠,也有望出產(chǎn)肥美的綠色牛羊,更多的地球角落將得到有效利用。
未來(lái)的豬圈將會(huì)像種植蔬菜的暖房一樣,寬敞明亮,陽(yáng)光充足。
未來(lái)的綠色魚(yú)蝦在江、河、湖、海里到處游弋,因?yàn)椴皇苁仇D限制,使得水產(chǎn)業(yè)成倍增長(zhǎng)。
這一切,今天看起來(lái)簡(jiǎn)直就像夢(mèng)幻,可科學(xué)不正是在不斷地把夢(mèng)幻變成現(xiàn)實(shí)嗎?
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2015年5期