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美科學(xué)家用植物找炸彈

2011-03-14 14:35:39    作者:徐娜     來源:新民晚報     瀏覽次數(shù):

  植物在整個生物界中是最基礎(chǔ)的一類生物,它們?yōu)槿祟愄峁┝耸澄锖湍芰縼碓矗b點(diǎn)并美化了人類的生存環(huán)境。

  最近,美國科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了植物的新用途,可以經(jīng)過基因改造后用來反恐,發(fā)現(xiàn)那些隱蔽的炸彈。

  培育出反恐植物的是美國科羅拉多州立大學(xué)的女生物學(xué)家居恩·梅德福特等人,她利用植物的自衛(wèi)反應(yīng)機(jī)制找到了探測炸彈的新方法。梅德福特表示:“在生物進(jìn)化的過程中,人類因?yàn)閷Νh(huán)境的適應(yīng)強(qiáng)而不斷發(fā)展壯大。然而,人類也因此失去了對環(huán)境的敏感性,不能預(yù)測來自周邊環(huán)境的危險。為此,人們不得不借助一些外界的力量,比如器械和其他生物。”

  雖然植物沒有像動物一樣的感覺器官,也不能像動物一樣四處奔跑,但是它們也能感知環(huán)境,并能趨利避害,人們可以用植物的這種特性來監(jiān)測環(huán)境。研究人員還通過基因工程改變了植物的自然示警程序,使植物在發(fā)現(xiàn)空氣中或土壤中有特定化學(xué)物質(zhì)時,能以葉子變色的方式向人們報警。

  梅德福特表示:“植物不會主動躲避威脅,它們只能發(fā)展出復(fù)雜的系統(tǒng),探測和回應(yīng)四周的環(huán)境。”梅德福特通過改變植物的基因,令植物能探測到人們指定的物質(zhì),并以人人都看得見的方式回應(yīng)。在植物DNA中有一種受體蛋白,在感受到具有威脅性的刺激物時,就能釋放萜烯類化合物,使葉子的表皮增厚,葉片的顏色也隨之改變。

  目前,梅德福特培育出一批能反恐的擬芥蘭,可檢測由黃色炸藥制成的炸彈。經(jīng)過測試,這些植物在檢測到空氣中哪怕一丁點(diǎn)的黃色炸藥時,就會出現(xiàn)變色反應(yīng),大部分?jǐn)M芥蘭的葉片變黃。也有少部分?jǐn)M芥蘭的葉片變成白色,這是梅德福特認(rèn)為的最佳變色效果,因?yàn)橹参锉旧碛悬S色葉片,而從綠色到白色的則較少,變色效果明顯。在測試中,當(dāng)炸彈拆除之后,植物又會由白色變?yōu)榫G色。

  研究人員利用電腦軟件重新設(shè)計植物的受體蛋白質(zhì)基因,使其能對特定的污染物或炸彈做出反應(yīng)。一旦植物發(fā)現(xiàn)危險物后,內(nèi)部信號就會促使葉子轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?。研究發(fā)現(xiàn),目前植物對炸藥的探測能力與狗相當(dāng),甚至更好。反恐植物并不需要特定的植物,任何植物通過基因改造后都可以順利地完成任務(wù),能同時探測多種化學(xué)物質(zhì)。

  盡管反恐植物目前對于周圍環(huán)境中的炸彈需要幾個小時才有反應(yīng),但研究人員正在不斷完善對反恐植物的基因設(shè)計,希望能使反應(yīng)時間減少到幾分鐘。梅德福特的研究成果吸引了軍方和環(huán)境部門的關(guān)注,軍方希望用反恐植物來探測炸彈,而環(huán)境部門則希望用反恐植物來監(jiān)控環(huán)境污染。目前,美國軍方為這個項(xiàng)目新增了790萬美元的撥款,希望研究人員縮短植物對炸彈的響應(yīng)時間,并讓更多的反恐植物變白而不是變黃。

  將來,人們進(jìn)入危險區(qū)域,只要帶株反恐植物,就可以預(yù)知來自炸掉的威脅。美國國防和國土安全部的官員表示,這項(xiàng)新技術(shù)幾年后可能就會應(yīng)用于各大機(jī)場。

  美國海軍研究所的研究人員則表示:“設(shè)計用于檢測炸藥的植物哨兵,最終可能會幫助軍隊(duì)免受簡易爆炸裝置襲擊。”

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