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万绿丛中一点白
在美国加利佛尼亚州西北边陲,生长着世界上最高的树木——红杉.它们郁郁葱葱、枝繁叶茂、相互交错,形成一片神秘的森林.这片森林里,目前发现的最高的红杉有115米,大约相当于40层楼高.红杉平均年龄有800岁,最古老的已有2200年的历史了.走入这片深邃的森林,满目苍翠,突然,眼前出现一小丛白色树木,看起来与周围格格不入,那便是 被称为“幽灵”的红杉.
幽灵红杉与正常的红杉不同,它们长得并不高,少有高于3米的,与正常的红杉相比,好似侏儒之于巨人.数量也并不多,整片森林中也不过那么几处.它们的叶子并非通体绿色,有的全白,有的泛黄,有的半白半绿.若是有风吹过,远远地看过去,就像是动画或是电影中那些飘动着的白色幽灵,这便是它名字的来源.
为什么幽灵红杉如此与众不同呢？
患了“白化病”的红杉
其实,幽灵红杉之所以呈现与众不同的颜色,是因为出现了白化现象.植物界中出现白化现象的并非只有红杉.水稻、小麦、玉米等的幼苗也存在白化现象.生物学上,它们有一个共同的名称,叫做“白化突变体”.白化突变体最典型的特征是叶绿体不能正常发育.造成这一现象的因素有很多,比如光照、温度、矿物质等外在因素,还有叶绿体蛋白转运受阻、光合色素合成错误等内在因素.从根本上看,遗传物质的改变是造成白化的根本原因.
基因的突变使叶绿素含量降低,植物的叶子也因此出现白化、泛黄等现象.幽灵红杉作为白化患者也不例外,体内缺乏叶绿素,无法进行光合作用.
有人想尝试定位红杉的突变基因,但这几乎是不可能的.人类有32亿碱基对,而红杉有320亿个碱基对.我们迄今都还没有弄清楚自身的基因,更何况远比人类基因更加复杂的红杉基因.没有人成功为红杉基因组测序,这也意味着无法准确定位突变的基因.患有“白化病”的植物通常不久之后便会死亡,因为无法进行光合作用,幼苗只能依靠种子的胚乳营养生长,一旦这些营养耗尽,等待它们的只有死亡.当然也有例外,有一些白化突变体在幼苗期表现出白化现象,但在后期的发育过程中会恢复绿色,正常合成叶绿素,顽强地生存下来.但是幽灵红杉却是独树一帜,它们既没有死亡也没有恢复正常,那么它们是如何存活下来的呢？
寄生？吸血鬼？
有生物学家猜想,幽灵红杉可能靠寄生生存,如同吸血鬼一般,将根作獠牙,扎入身旁的红杉,汲取养分.
因此,科学家做了一项实验,标记某棵红杉内的部分有机物,并追踪这些有机物的传递过程.结果发现周围的红杉体内含有已标记的有机物.这意味着红杉能够通过根系与周围红杉进行有机物的交换共享.红杉的树根延伸、勾连、纠缠,形成庞大复杂的地下网络.通过这个网络,红杉之间可以相互交流沟通.在冬天,阳光不足,光合作用无法提供足够的养料,它们便通过网络分享养分,相携熬过艰难的日子.有人猜想幽灵红杉大概也能从中获益,维持了生命.
然而,当夏天来临的时候,红杉能够自给自足,靠光合作用生产出足够自身生长的有机物.研究人员发现,夏天的红杉不再与周围的树木进行营养物质的交换,也就是说,他们能够自行决定是否与周围树木进行养料共享.既然这样,为何红杉会允许吸血鬼般的幽灵红杉不断地从正常红杉身上吸取养料呢？它们大可不给幽灵红杉提供营养,任其死亡.所以,幽灵红杉必有其存在的理由.
牺牲小我
经过对幽灵红杉生长地区土壤的考察,研究人员发现幽灵红杉生长的地区土壤环境相对恶劣.那么,是这样的环境使红杉基因突变还是基因突变的红杉使其生存的环境变得恶劣？经过科学家的深入研究,答案应为前者.
研究发现,幽灵红杉的叶子细胞中重金属离子含量出奇的高,镉、铜、镍等离子平均含量是正常红杉叶子的两倍,有的叶子重金属含量甚至足以杀死红杉十次以上.细胞重金属含量过高,细胞内渗透压大,会从外界吸收更多的水分,因此,幽灵红杉水分含量较正常红杉多.
幽灵红杉吸收了土壤中的有毒重金属,提供了良好的土壤环境,而正常红杉作为回报,为幽灵红杉供应足够它们存活的营养物质.若将整片红杉森林比作一个人,那么那零零散散的幽灵红杉便是肝脏和肾脏,为整片红杉森林“排毒养颜”.
为了能够在恶劣的土壤环境中存活,红杉基因突变产生了幽灵红杉,并为其提供营养物质.而幽灵红杉为了能够从正常红杉那儿获得养料,以吸收土壤中有毒重金属,为红杉净化土壤作为交换.这是植物生存的大智慧,亦是自然的大智慧.
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