螢火蟲這種會發光生物,可以幫助科學家探索外星生物?
螢蟲追蹤與外星探秘
小小螢火蟲,以其點點亮光,為夜幕下的田野、村落增添了幾多情趣。
在昆蟲乃至動物的大千世界中,像螢火蟲這樣自帶「燈籠」的遊客,確實是寥若晨星。正因為如此,這位自「明」得意的貴客才顯得愈加可貴了。尋找「亮」的基因
螢火蟲的「燈籠」為什麼會亮?科學家們證實,螢火蟲自身有「自備」的發光器。雌蟲的發光器在其腹部第七節,雄蟲則在第六節。當「雄飛雌從繞田間」時。隨著它們歡快的呼吸節拍,發光器里的熒光素會在空氣中氧化而發光。
這是否是某種「基因」所致呢?科學家們在深入研究和大量實驗後發現,螢火蟲的發光基因是一種可以向細胞發出特殊命令的長鏈,這就是脫氧核糖核酸遺傳分子。脫氧核糖核酸又叫DNA,它是一種雙螺旋結構,宛如兩個套在一起拉松的彈簧。它具有「自我複製」——一個變成兩個的功能,即把自己的磁碟錄成同樣的幾盤分發;又具有多個和「轉錄」——移植到其他分子上的特殊功能。即可把自己的磁碟轉錄到其他磁碟上。它簡直就是一台高度智能化的收錄機。
在體內移動的「亮點」
在找到螢火蟲的發光基因之後,科學家們還沒來得及休息整頓就投入了另一個戰役——螢火蟲基因的改造和移植工程。
科學家試圖把螢火蟲的發光基因「挪」到其他植物身上。一個絕妙的主意是利用螢火蟲發光基因所「點燃」的亮點,來顯示植物發芽、長葉、開花、結果等生長發育的全過程。
他們選擇了煙草植株作為試驗對象。他們小心翼翼地用微型「剪刀」將螢火蟲的發光基因「剪」下來,再用「糨糊」把它「粘」到煙草菌的細胞身上。當然,這裡所說的「剪刀」和「糨糊」都是特殊的化學手段。
「剪刀+糨糊」的招數還真靈!攜帶發光基因的煙草菌蝕煙草後,煙草就被發光基因「傳染」了。於是,患「病」後的煙草就有了可以發光的「特異功能」。不僅如此,煙草的這一「特異功能」還可以傳宗接代——傳給下一代小煙草。小煙草秋苗自幼即可發光,直到長大、變老都能隨時隨地忠實「報告」其生長狀態的內部規律。難怪科學家赫林基欣喜若狂地說:「這下子可好啦!螢火蟲發光基因為我們提供了一個很好的示蹤劑。借它的幫助,你可以隨時看到一個植物的內部『開關』狀態,此刻是葉子『開』呢,還是根兒『開』呢?」
以物及人,從植物可以聯想到人體。將螢火蟲的發光基因移植到人身上,那麼,人體的生長、發育以及疾病的發生過程、發生部位不是可以隨時觀察測試了嗎?
外星探秘
思接千載,想跨宇宙。科學家的思想是不受時間和空間約束的。螢火蟲發光除了可以作為示蹤劑外,是否能用來探索宇宙奧秘呢?
小小螢火蟲體內藏著一個大化學實驗室。在那裡,不停地進行著合成ATP(三磷酸腺苷,
新陳代謝所必需的能量)、螢光素和螢光酶等一系列複雜的「化學實驗」工作。在ATP供給能源再加之螢光酶推波助瀾下。熒光素、水和空氣中的氧氣反應,便會發出熒光來。
ATP是在螢火蟲等生物體內製造成的,目前無法用人工合成的辦法造出生物體內特有的那種ATP來。因此,ATP的有無,就成了生命體是否存在的標誌之一。
既然如此,那麼試驗方案的眉目就清晰了。
科學家採取的試驗方案是「減加法」。首先,從螢火蟲身上故意「剪」掉ATP。然後,將這種「傷殘」螢火蟲發射到太空中,送至某個待考察的星球,並使之生存、繁衍。如果在外星球「落戶」的這批螢火蟲和地球上的同伴一樣能發出熒光,那麼就證明它們從周圍環境中獲取了ATP,從而證明了該星球有ATP存在,進而說明有生命體存在。
這個設想和推斷是巧妙而周密的:為了更嚴密更可靠,科學家們在地球上進行了反覆多次的模擬性實驗。實驗結果表明,即使外界僅有萬億分之一克的超微量ATP,也能「點燃」螢火蟲體內的「燈籠」。方興未艾的「基因剪接」
小小螢火蟲居然有這麼大的用場,在基因工程和遺傳化學領域的開拓方面有很大的潛力。這裡,關鍵在於思維的創造性飛躍。
1991年是世界科學家在「基因剪接」工程中收穫頗豐的一年。在疾病的預防、治療、示蹤和身體保健等方面,「基因剪接」的用場令人目不暇接。
美國科學家泰勒成功地人工合成了防陽光強輻射的DNA。此種DNA"粘接」到人體的DNA上,一方面可用於觀察研究太陽輻射對人體的危害,另一方面可用於抵禦強烈日光的輻射。
澳大利亞一家醫學研究所通過無性繁殖獲得了一種被稱作「蓋萊寧」的基因,它可以控制人的食慾和脂肪堆積。因此,該研究所的科技人員計劃將「蓋萊寧」「粘接」到肥胖症患者的基因上,希望它能發揮起『肥』回『瘦』的這種功效。
最近,美國羅切斯特大學醫學中心推出了「基因治療癌症」的宏偉計劃。他們打算從癌症病毒中分離出一種「TK」基因,把它輸送到癌症病人體內,使癌細胞「集體自殺」。為此人們稱之為「致自殺基因」。
隨著新用途的不斷挖掘,「基因剪接」工程也不斷向深度和廣度延伸著。


※什麼是褐矮星,它相當於最小恆星和最大行星之間的」流產「恆星
※動物界里冬天的」睡神「,動物冬眠也有意想不到的現象
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