借助植物找炸弹 有望造福全球机场安全
植物在整个生物界中是最基础的一类生物,它们为人类提供了食物和能量来源,装点并美化了人类的生存环境。最近,美国科学家又发现了植物的新用途,可以经过基因改造后用来反恐,发现那些隐蔽的炸弹。
培育出反恐植物的是美国科罗拉多州立大学的女生物学家居恩·梅德福特等人,她利用植物的自卫反应机制找到了探测炸弹的新方法。梅德福特表示:“人类因为对环境的适应强而不断发展壮大。然而,人类也因此失去了对环境的敏感性,不能预测来自周边环境的危险。为此,人们不得不借助一些外界的力量,比如器械和其他生物。”
虽然植物没有像动物一样的感觉器官,也不能像动物一样四处奔跑,但是它们也能感知环境,并能趋利避害,人们可以用植物的这种特性来监测环境。研究人员还通过基因工程改变了植物的自然示警程序,使植物在发现空气中或土壤中有特定化学物质时,能以叶子变色的方式向人们报警。
梅德福特表示:“植物不会主动躲避威胁,它们只能发展出复杂的系统,探测和回应四周的环境。”梅德福特通过改变植物的基因,令植物能探测到人们指定的物质,并以人人都看得见的方式回应。在植物DNA中有一种受体蛋白,在感受到具有威胁性的刺激物时,就能释放萜烯类化合物,使叶子的表皮增厚,叶片的颜色也随之改变。
目前,梅德福特培育出一批能反恐的拟芥兰,可检测由黄色炸药制成的炸弹。经过测试,这些植物在检测到空气中哪怕一丁点的黄色炸药时,就会出现变色反应,大部分拟芥兰的叶片变黄。也有少部分拟芥兰的叶片变成白色,这是梅德福特认为的最佳变色效果,因为植物本身有黄色叶片,而从绿色到白色的则较少,变色效果明显。在测试中,当炸弹拆除之后,植物又会由白色变为绿色。
研究人员利用电脑软件重新设计植物的受体蛋白质基因,使其能对特定的污染物或炸弹做出反应。一旦植物发现危险物后,内部信号就会促使叶子转变为白色。研究发现,目前植物对炸药的探测能力与狗相当,甚至更好。反恐植物并不需要特定的植物,任何植物通过基因改造后都可以顺利地完成任务,能同时探测多种化学物质。
尽管反恐植物目前对于周围环境中的炸弹需要几个小时才有反应,但研究人员正在不断完善对反恐植物的基因设计,希望能使反应时间减少到几分钟。梅德福特的研究成果吸引了军方和环境部门的关注,军方希望用反恐植物来探测炸弹,而环境部门则希望用反恐植物来监控环境污染。目前,美国军方为这个项目新增了790万美元的拨款,希望研究人员缩短植物对炸弹的响应时间,并让更多的反恐植物变白而不是变黄。
将来,人们进入危险区域,只要带株反恐植物,就可以预知来自炸掉的威胁。美国国防和国土安全部的官员表示,这项新技术几年后可能就会应用于各大机场。
美国海军研究所的研究人员则表示:“设计用于检测炸药的植物哨兵,最终可能会帮助军队免受简易爆炸装置袭击。”
来源:TOM探索
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