记得阿凡达中的发光植物吗?它们终于来到了现实

十年前的《阿凡达》展现了科幻世界中美轮美奂的发光植物。现在,这种植物终于来到了现实!

​10年前,由詹姆斯·卡梅隆执导的科幻巨片《阿凡达》在国内上映。该片展现了一个近乎完美的地外星球,那里有着美轮美奂的山水和各种奇幻的动物。其中,给人带来无比视觉享受的莫过于那个星球上各式各样的发光植物。

一切想象都源于现实。在现实世界中,许多昆虫、真菌、细菌、海洋动物,鞭毛虫等都可以自行发光,但是能够自主发光的植物却仍然是未知的。

作为真菌的一种,人们之前就已经发现了会发光的蘑菇,它们大概有70多种。这种蘑菇发光具有周期性:在白天即使处于暗处一些蘑菇也不会发光,只有在夜晚才会发光。经过研究,科学家们发现发光蘑菇之所以能发光,归功于一种称为“牛奶树碱”的抗氧化剂,这种氧化剂经过一系列生物化学反应而转变为荧光素,进一步被氧化而发光。

一些在夜晚会发光的蘑菇。图源: Wikimedia Commons

最近,科学家们通过基因工程,将发光蘑菇的相关基因插入到目标植物的基因中,成功将植物改造成了“发光植物”。这种植物所自主发出的光亮比之前所报道的要亮得多,足以用肉眼观察到。通过这种发光植物,能够直接观测其内部的某些生命活动,而不需要特殊的化学试剂来维持发光。经过持续的观察,研究人员发现这种经过基因改造的植物,能够从其幼苗到成熟阶段的整个生命周期中维持发光。

现在就让我们来见识一下这种新型的植物吧!

来源: Planta LLC

后记:2009年参加挑战杯期间,编者就曾作出将“发光植物”应用于城市建设中的畅想。十多年过去了,这种能够自主终生发光的植物终于被科学家所成功改造出来。未来,相信这种发光植物的更多功能会逐渐地被挖掘出。说不定在将来,当我们深夜归来之时,陪伴我们的将不再是路灯,而是一颗颗发光的树木。

未来可期!

参考文献:

  1. Mitiouchkina, T., Mishin, A.S., Somermeyer, L.G. et al. Plants with genetically encoded autoluminescence. Nat. Biotechnol. 2020.
  2. Mitiouchkina, T., Mishin, A.S., Somermeyer, L.G. et al. Plants with self-sustained luminescence, bioRxiv, 2019.
  3. Tena, G. Let there be light. Nat. Plants 2019, 5, 1103.
  4. Sustainable light achieved in living plants, MRC London Institute of Medical Sciences, Apr. 27 2020.
  5. Kotlobay, A. A., Sarkisyan, K. S., Mokrushina, Y. A., Genetically encodable bioluminescent system from fungi, PNAS 2018, 115, 12728-12732.
  6. Planta LLC
  7. 《会发光的蘑菇》中国科学院昆明植物研究所, 2016.

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