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生物寿命的极限有多长?3万年植物复活全过程
2018-11-25 02:41:29来源: 作者:

  大象的寿命是70年,人的寿命是80年,巨杉的寿命超过2000年,生物寿命的极限有多长?不久前,一种叫做蝇子草的植物,为我们提供了最新的答案——30001年。只不过,它们生命的前30000年,都是在西伯利亚的冻土里面度过的。如果你对这个岁数的大小没有概念,不妨设想一下,当这些植物的果实被松鼠埋到地下的时候,西伯利亚大平原上到处都是猛犸象在漫步。

  

生物寿命的极限有多长?3万年植物复活全过程

要不是俄罗斯的科学家在那些冻土上刨坑,把它们从地表以下三四十米的地方弄出来,也许这些蝇子草的果实还会再睡上几千年。究竟是什么力量能让蝇子草沉睡万年,它们又是如何被唤醒的呢?

 

  长寿的种子

  毫无疑问,种子都是生命的象征。这些或大或小的颗粒中,总是会冒出新芽,开出漂亮的花朵。对于绝大多数人来说,种子就是无尽的希望。科幻文学大师凡尔纳在《神秘岛》中描述了这么一个情节,四位追求自由的勇士被抛身荒岛,虽然有棕榈之类的树木可以提供充足的淀粉。但是对真正的面包的渴望仍旧在每个人心头。后来,在衣服中的一粒小麦种子,为他们带来了希望。通过精心的栽种培育,就靠这一粒种子,勇士们最终用收获的小麦,烤出了面包。这粒种子带来的不仅仅是吃食,更重要的是一种希望。当年,每每读到这里时,总会感到“有志者事竟成”的激昂。很多年后,当我已经陷入植物学中,再回忆起这个情节的时候,就忍不住想,“还好,那粒种子是活的”。

  

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在很多人看来,种子就是永远有生命的颗粒。除非把它们放到锅里蒸煮,总会得到一样的幼苗。但事实并非如此,种子的寿命是有限的。如果用储存了两年以上的大豆种子发豆芽,就会发现有些豆子不会再冒芽了。如果把豌豆放上10年,就会有一半的种子失去活力,如果到30年以上,几乎所有的种子都长眠不醒了。相对于其他农作物,豆子都算得上长寿种子了。因为,辣椒种子和向日葵种子的寿命是4-5年,萝卜种子的寿命是3-5年,而那些水稻小麦在普通储存条件下的寿命只有1-3年。

 

  植物的种子究竟能保存多长时间,我们还无法验证。没办法,谁让人类的历史着实有限呢。实际上,自然埋藏千年的植物种子生根发芽,开花结果并不是什么新鲜事了。1951年,在我国辽宁普兰店的古荷塘遗迹中,发现了表皮近乎碳化的莲子,经过分析检测,这些莲子已经有上千年的历史。在做了一些处理之后,这样的莲花种子竟然发芽了。不仅如此,这棵发芽的幼苗最终长出了莲藕,开出了美丽的荷花。

  无独有偶,1963年到1965年的一项考察中,以色列科学家在一座俯瞰死海的宫殿遗址中,发现了两千多年前的椰枣(也就是伊拉克蜜枣了)的种子。这些椰枣的种子也能够生根发芽。最为戏剧性的是这些种子在1965年被发现后,就被考古学家束之高阁了,直到40年之后,才有好奇的植物学家将它们弄来播种。谁都没有想到在播下的3粒种子中,竟然有1粒发芽了。并且长成了一棵健康的椰枣树。

  

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这些种子是如何坚持这么长时间?最主要的是,这些种子拥有特殊的结构。不论莲子还是椰枣的种子,都有一层致密的种皮。这层种皮就像太空舱保护宇航员一样,将种子置于一个相对安全的环境中。不过,这个太空舱并没有调节温度和湿度的功能,所以要想存活还得看外界的环境条件。

 

  我们知道,种子得到水才会发芽。水多了也不是什么好事。在热带雨林中,如果龙脑香的种子跌落在荫蔽潮湿的雨林地面上,那就基本上被判处了死刑。所以,要保存种子,需要严格地控制温度和湿度。无论是储藏莲子的地层,还是保存椰枣种子的宫殿,都是处于极端干燥的条件下。于是种子也就被保存了下来。

  冻土也是个好的储存场所,因为这里也足够干燥。永久冻土带,看似到处都是水,不过对于植物来说,那里却像沙漠一样干旱。因为在永久冻土带,所有的水都是固体,根本不会润湿种子,自然也就不会影响它们的活性了。

  

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另辟蹊径的复活术

 

  永久冻土中保存的生命材料还真不少,从细菌到蓝藻,再到不同生物的DNA无所不有。这些冻土中甚至还有活的种子。20世纪60年代,在加拿大的育空(就是贝爷荒野求生的那个地方)的冻土中,发现了1万年前的北极羽扇豆的种子,并且,它们还是活的。只是,种子终归有着精细的结构,很难经受更长时间的考验。要想看到远古植物的模样,依赖种子终归是靠不住的。

  我们要得到一棵完整的植物并不一定需要一粒活种子。童年时,我们大概都做过这样的事情——春天时,折下的顶着新芽的柳条,把它们插在装满水的汽水瓶里后,我们又去寻找其他的春日花草了。过了很长时间,我们又想起汽水瓶里的柳条。猛地一看,那些枝条的下端已经长出了胡须一样的根系。如果有条件,把这些“小苗”种在空地上,它们最终会长成一棵柳树。

  

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实际上,一个芽尖,甚至是一个花粉细胞都能被还原成一棵绿色植物。这是因为植物细胞具有全能性。所谓全能性,简单来说,就是每一个植物细胞都有发育成一个完整植物个体的能力。实际上,生物的每个细胞都包含了完整的生命设计蓝图。只是,在通常条件下,细胞只会选取部分设计信息进行“施工”。

 

  为让细胞开始实施设计图,复原整个植物体,就必须提供适合的水分、温度和营养成分,就是听起来很神秘的“组织培养”技术了。这样看来。插柳柳枝,就是个最简单的组织培养技术了。今天,我们能以相对低廉的价格买到蝴蝶兰,百合,满天星这样的花卉,这在很大程度上要归功于组织培养技术。它们都是用茎尖或者其他组织培养而来,用不着开花结果,用不着播种,一棵满天星就可以变成真正的“花朵星系”。

  对于无法得到种子的植物,利用组织培养技术无疑是个好选择。于是,俄罗斯的科学家将目光投向了组织培养技术。他们从“史前松鼠窝”里搞来三个已经成熟,但还没有开裂的蝇子草果实。虽然种子已经失去了活力,但是果实中的“胎座”仍然有生命迹象。所谓胎座,就是像动物胎盘一样的结构。它们为种子发育的附属和支撑的结构,我们平常吃的西瓜瓤,还有吃冬瓜时撕下的那些白色瓤都是胎座。

  

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胎座顽强的生命力与其独特的结构式分不开的。首先,作为供养种子的特殊结构,这里储备了大量的营养物质(特别是糖类物质),这为细胞的存活提供了重要的基础。其次,作为母体与种子物质交流的桥梁,胎座里的酚类化合物含量要比其他部位高得多,这种物质可以提高细胞的对于干旱和温度抗性,无形中延长了此处细胞的寿命。另外,胎座通常会被果实良好地包裹,也就避免了外界的侵染。

 

  功夫不负有心人,蝇子草的胎座长成小苗,小苗长成了植株,植株开了花,最终结出了种子。更让人欣喜的是,这些种子是100%正常的,它们可以像3万年前的同类那样发芽,开花,结出果实。

  当然,收集食物的松鼠,也帮了很大的忙。这些小家伙喜欢被收集到的果子埋在冰雪边缘的土地上。这就相当于直接把材料放进了冰箱,让蝇子草的果实一直处于休眠状态。正是种种巧合成就了蝇子草大复活的奇迹。从某种意义上说,它们根本就没有死。

  

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基因大挪移

 

  如果经历的时间很久,久到连胎座细胞也丧失了活性,我们还能不能让蝇子草复活呢。在文章的开头,我们提到在永久冻土带中会发现很多带有DNA片段的生物组织。发现完整的DNA序列似乎只是个时间的问题。从理论上说,只要获得了一个物种的DNA,我们就能把它“造”出来。

  在著名的科幻电影《侏罗纪公园》里,科学家们从琥珀中找到了叮咬恐龙的昆虫,然后在这些昆虫的胃里面找到恐龙血液细胞,接着将这些细胞中的DNA提取出来与现代的爬行动物相结合,从而复原了这些史前巨兽。

  化石中的DNA保存需要满足一些条件,首先是要足够干燥,其次是要尽量减少与空气接触,只有这样才能保证DNA不会被迅速降解。然而,在琥珀形成时,很难完全满足这些条件。在一项检测琥珀保存DNA的实验中发现,如果树脂长时间保持湿润状态,其中的DNA会被迅速降解;只有当树脂在阳光下暴晒迅速干燥,才能使部分DNA保存下来。

  

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虽然用琥珀复活巨兽有些无厘头(至少目前看如此),但是在永久冻土带中,我们很有希望找到完整的DNA片段。在转基因技术的帮助下,我们完全可以拼合出那些已经在地球上消失的绿色生命。也许,其中有很多优良的作物品种。

 

  审判日之后的希望

  乍看起来,俄罗斯科学家的行为就像是个“吃饱撑”的游戏——掘地三尺,只为看看远古花朵的模样。不过,这个发现确实有重要的实际意义。通过复活的植物,我们可以了解,植物发生了什么样的变化。顺着这样的“面包屑”,可以追寻,千万年来环境发生了什么样的改变,植物适应环境的能力究竟有多强。甚至,可以推测未来的植物将走向何方。

  

生物寿命的极限有多长?3万年植物复活全过程

更为实际的用途是,我们可以从中了解植物组织长期保存的方法。我们生活的地球并非风平浪静。如果有一天(希望不是今年),真有一颗小行星掉在我们的头上,我们可以保存更多的植物,为劫后重生提供更多的机会。虽然,已经在建种子库可以承担一定的保存任务,但是种子的寿命着实让人头疼。比起储存种子,储存植物细胞则要简单的多。

 

  不管怎么样,三万年前生命复活了,生命的顽强如此顽强,足以让“2012”事件黯然失色。这对科学家,对我们人类都是个好消息,我们找到了在末日时间中更多生存的机会。如果你觉得这些类似于臆想。那这至少对蝇子草是个好消息,它们的花朵又可以在西伯利亚的荒原上尽情绽放了。

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