互聯菠菜、可充電薔薇、防輻射菊花…賽博植物亮相_風聞

　　超人類主義者嘗試藉助植入物和假體來增強人類的能力。但生物與技術的結合也能運用在植物上。看，首批機械化植物已經登場亮相！

　　一提起“賽博格”（或説機械化有機體），我們的腦海中很快會浮現出類似“機械戰警”或“終結者”那樣的科幻電影人物形象。

　　或許你也會想起超人類主義者，他們希望通過大腦植入物來強化人的智力。但無論如何，我們都未曾想過將此類技術運用到一棵無花果樹或一株蘭花上。

　　然而事實證明，使有機體和機械融合獲得新能力並非只適用於人類：近些年，這項研究在植物身上取得了更豐厚的成果！熒光西洋菜、可充電薔薇、互聯菠菜……名副其實的“植物賽博格”誕生了。

　　作為幾間先鋒實驗室的研發成果，這些新型植物展現了花、葉與電子以及納米技術的超自然結合，並從根源上再次對有機體與機械之間的界限提出質疑。

　　作為機械化植物研究先驅之一，澳大利亞墨爾本大學化學工程研究員約瑟夫·理查森（Joseph Richardson）認為，該領域的研究具有雙重意義：“像石墨烯這樣的超級材料在主導某些化學反應，比如催化方面的能力非常有限，而生物學卻對此‘遊刃有餘’；另一方面，生物學在對電子和光子的控制上非常受限，而超級材料在這方面表現優秀。”

　　因此，科學家想到利用人工技術來賦予植物數百萬年生物進化和數十年基因工程都沒能實現的新功能——因為即使人類可以篩選或改變生物基因，但生物學需要遵循的明確規則也構成了一定的限制。

　　與此同時，科學家還能為技術發展帶來工程師尚未能複製的生物特性。

　　“植物製造和儲存自身所需的能量，還能被生物降解，”美國麻省理工學院化學工程教授邁克爾·斯特拉諾（Michael Strano）指出，“例如，改造植物以替代電話天線或燈具，就是向可持續發展又邁進了一步。”當然他也表示，這目前仍是“未來主義式”的設想。

　　“這是一個新興研究領域。”瑞典林雪平大學“電子植物”領域研究先驅埃萊尼·斯塔夫里尼杜（Eleni Stavrinidou）確認道。

　　事實上，科學家仍需改善機械化植物的性能並解決諸多問題。

　　首先是這些攜帶納米顆粒或電路的植物的長期生存問題。其次，若在自然條件下培育這些植物，其包含的人工器件是否存在污染環境的風險。此外，將來這些植物離開實驗室投入使用，生物的過度人工化問題無疑會成為輿論焦點。

　　但對從事相關領域研究的學者而言，探索超自然的形式構成了一種精神上的動力。

　　“人們認為技術是一種純粹人為的東西。因此，為技術和生物搭建聯繫極富意義。”埃萊尼·斯塔夫里尼杜評價道。“從哲學角度看這些研究也頗有樂趣，”約瑟夫·理查森補充道，“例如，假若我們使用的一種超級材料阻礙了植物的生長和繁殖，我們還能將這株植物視為活體嗎？”

　　繼超人類主義者之後，我們迎來了“超植物主義者”時代。科學家的想象力是如此豐富，以至於連科幻小説都未能預測到機械化植物的到來。

　　熒光西洋菜

　　“我們或許創造了有史以來最明亮的生物！”

　　邁克爾·斯特拉諾教授為他的成果感到驕傲，他成功令一株植物產生了相當於1微瓦LED燈一半的亮度……“與目前僅靠基因改造的操作相比，亮度提高了好幾百倍。”

　　而且它還不消耗任何電能。秘訣何在？研究人員藉助一個增壓器，將包括熒光粒子在內的多種納米顆粒組合注入植物體內。

　　“最初光照只持續4個小時，而現在能持續數週。”邁克爾·斯特拉諾表示。為了進一步展示植物燈，他甚至還研發了一個化學開關。操作方法十分簡單：在西洋菜上撒點輔酶A就能點亮，再撒點脱氫熒光素就可將其熄滅。

　　強光合擬南芥

　　該擬南芥是有史以來地球上首株機械化植物。邁克爾·斯特拉諾教授團隊在其葉片中植入了碳納米管，這種材料能與可見光中的長波段、紫外線和紅外線發生反應，而上述波段是植物無法自然吸收的。

　　結果顯示，植物光合作用的效率提高了30%！然而這樣一項成就的實際用途卻並不顯著，因為“對大多數植物而言，光合作用並非制約其生長的限制因素”，邁克爾·斯特拉諾解釋道。因此提高光合作用效率並不能使植物生長得更快。

　　在他看來，重要的是該實驗證明了生物學能與納米技術相結合。“我們成功改善了一個需經數百萬年進化方能形成的功能。”斯特拉諾教授欣喜地表示。

　　可充電薔薇

　　在“植物賽博格”時代，光有賞心悦目的花色和芬芳撲鼻的香氣是不夠的，就算是薔薇也需具備實用性。

　　2017年，瑞典林雪平大學展示了一種可儲存電能的薔薇。為了實現這一挑戰，研究人員將薔薇浸入含有導電碳聚合物的溶液中。碳聚合物逐漸滲透薔薇的維管束，直至在其內部形成一個真正的電路。

　　經證實，該電路不僅能導電，甚至還能儲存電能，可為一個小型電器持續供電數分鐘！“我們的目標是在未來能收集光合作用產生的能量。”實驗帶頭人埃萊尼·斯塔夫里尼杜表示。

　　互聯菠菜

　　新一代植物同樣也是聯網的一代。

　　邁克爾·斯特拉諾團隊於2016年推出的菠菜就是一例。研究人員用注射器向菠菜葉子注入紅外熒光碳納米管和一種能與硝基芳香族化合物（某些爆炸物的組分）發生反應的肽的混合物。

　　結果，當這些爆炸物分子出現時，不管是菠菜的根部還是葉片，發出的紅外光都減弱了，且該信號可被1米外的智能手機探測到。因此這種植物型遠程探測系統可用於識別環境中的污染物，“從而替代需要維護、防雨和充電的塑料或金屬探測系統”，邁克爾·斯特拉諾解釋道。

　　防輻射菊花

　　這是數月前約瑟夫·理查森團隊推出的最新品種。

　　團隊將“金屬有機框架”（MOFs）分子組合後覆蓋在菊花的葉片和花朵上，使其具備防短波紫外線（UVC）的特性。在地球表面幾乎不存在這種紫外線，但當生物處於太空時，UVC帶來的傷害絕對非同小可。

　　研究人員將植物放置在紫外線燈下，受到MOFs保護的植物褪色並不明顯，因此該方法行之有效。“也許有一天，人類能用此方法在火星或月球上栽培植物，無需建造保護温室。”約瑟夫·理查森設想道。

　　撰文 Elsa Abdoun

　　編譯 楊冉