植物「藏金」之謎

植物普遍具有收藏金屬的本領嗎？它們為什麼要這麼做呢？

植物大都愛「藏金」

人們發現植物竟然具有「收藏金屬」的嗜好，還是1865年的事情。那一年，人們在比利時與德國交界處一片富含鋅和鎘的土地上，發現一種名叫菥蓂的草本植物在被燒成灰燼時，灰燼里竟然有很多鋅。後來，人們又在岩石縫隙，發現了一種名叫香雪球的草本植物，它的葉子里竟然含有1%的鎳。要知道，鎳這種金屬對於絕大多數植物來說如同砒霜，一旦它們的鎳含量達到了萬分之一，那就必死無疑了。因此，個別植物善於收藏不同金屬的特性，還真的是令人驚奇的。

在這些新發現的啟迪下，科學家們開始對植物的這種「藏金」現象開始了重點關注和研究。他們先後發現了很多有收藏不同金屬本領的植物，並把這種「藏金」現象稱為「超積聚現象」。

最近，科學家證實，具有「藏金」本領的植物並不在少數，但收藏能力的大小卻各不相同。如我國科學家就把蔬菜的「藏金」能力分為了強、中、弱、抗4個等級，並按照各自的收藏嗜好，進行了分類排名。結果顯示，葉菜類中的芥菜，對鎘、銅和鉛有較強的收藏能力；芹菜對鎘、汞、砷和鉻吸收富集能力較強；蒿菜、菠菜收藏鎘和鋅，四季豆和馬鈴薯收藏鉛的能力較強；但包菜、萵筍等則對重金屬的收藏能力較弱。

有趣的是，不同科的植物，對重金屬的收藏能力也不同。如杜鵑花科植物含鉛、鎘、鋅的含量是禾本科植物的2倍以上；灌木對鉛、鎘、鋅的收藏能力是草本植物的2～7倍，喬木對重金屬的收藏能力也比草本植物高。

植物「藏金」為哪般？

那麼，植物為什麼要「藏金」呢？早些時候，科學家猜測，植物吸收這些有毒的重金屬是為了避免食草動物的侵害，如美國科羅拉多州立大學的研究人員發現，菜粉蝶的毛蟲對印第安芥菜的葉子就毫無興趣，因為這些葉子中就包含了0.1%的硒。不過，這個猜測在蝸牛身上就不應驗。如英國研究人員在一項實驗中發現，花園蝸牛總是把水芹作為食物，無論水芹的鋅含量有多高，它們的這種習性就是不改。

那麼不是為了防動物侵害，那植物為啥要「藏金」呢？英國研究人員最新發現，植物這樣做，就好像給自己穿上了「金屬鎧甲」，這樣可以避免病菌入侵。這個發現來自於一種名為遏藍菜的植物。這種植物的葉子中收藏著高濃度的鋅、鎳、鎘等金屬元素。為了破解這種植物「藏金」之謎，研究人員在不同的金屬濃度環境中培養了遏藍菜，並利用常在蘿蔔等植物中引發疾病的丁香假單胞菌進行實驗。結果顯示，不論是鋅、鎳還是鎘，只要遏藍菜體內這些金屬的濃度升高，病菌入侵能力就會變弱。這表明遏藍菜是利用環境中的金屬元素給自己穿上「金屬鎧甲」，以抵禦病菌入侵。

研究人員也發現，在遏藍菜裝備「堅盾」的同時，也有一些細菌進化出了「利矛」。如一些在金屬礦區發現的細菌已經進化出較高的金屬耐受性，而且它們能在其他一些具有較高金屬濃度的植物體內存活。這表明，自然界中攻守雙方的互動進化，一直在持續進行著，也從另一個方面說明，植物「藏金」的目的，就是為了抵禦細菌的入侵。

不過，另有科學家認為，更科學的解釋是，植物「藏金」的目的首先是為了適應環境，因為它們不能「走路」，土壤里有什麼就得適應什麼，否則就得交出生存權……

讓「藏金」植物立奇功

既然植物都具有「藏金」的本領，而且有些植物的「藏金」的本領還超強，那麼能否發揮這些植物的本領，讓它們為人類做出大貢獻呢？

在長期的實踐中，人們發現，完全可以利用它們去採集那些需求量大，或稀有且難以用人工辦法採集到的金屬。例如目前在全球範圍內，大約有15億人正遭受缺鋅的困擾，並且約30%的耕地鋅含量偏低。所以人們可以大面積種植對鋅具有很強收集能力的植物，然後把這些鋅添加到人們的食品當中。當然，還可以用於對遭受重金屬污染的土壤，進行改良，讓這些「藏金」植物，把重金屬「打包帶走」。

不過，科學家認為，如果單純的利用「藏金」植物，人類還是有點被動，因為許多「藏金」植物並不是在哪裡都能大面積種植和生長，所以人類要想達到上述目的，還必須要真正搞清楚植物「藏金」本領的秘密，並把這種能力賦予其他植物。

科學家原來推測，植物「藏金」本領的大小可能與植物生長周期、年齡、「藏金」時間的長短有關。但後來認識到要弄清楚其中真正的奧秘，關鍵還是要到基因里去找。於是，科學家們把菥蓂這種具有超強「藏金」能力的植物作為一個模型植物進行了基因分析，目前已經破譯了近90%的基因組。

科學家認為，全部弄清楚這個模型植物的基因組後，下一步就可以通過基因改造的方法，賦予一些植物神奇的「藏金」本領，發揮它們的特殊作用。當然，人們還可以藉此搞清楚它們在與細菌作鬥爭的過程中，所施展的法術，並為農作物抵禦病毒入侵，提供更絕妙的方法。

本文源自大科技〈科學之謎〉 雜誌文章 歡迎您關注大科技公眾號：hdkj1997

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