人不吃饭行吗

2019-09-10 07:22王东梅
少儿科技 2019年9期
关键词:叶绿体纤维细胞线粒体

王东梅

仲夏的早晨,你躺在海滩上,沐浴着灿烂的阳光——你在进餐呢!

我说得更清楚一些,你在阳光下进行光合作用。不过,这在现在是不可能的,或许在将来某一天能实现。

可以进行光合作用的,不仅有植物,而且有某些动物,比如绿眼虫和海蛞蝓。我们想一想,假如人体能进行光合作用,直接把水和二氧化碳变成碳水化合物,人就可以少吃饭甚至不吃饭。到那时,世界上再也不会有饥荒,这是何等美妙的图景!

★叶绿体与线粒体

生物进行光合作用,通常缺不了叶绿体。叶绿体中有叶绿素、类胡萝卜素和固定二氧化碳所必需的酶,吸收不同波段的阳光,把环境中大量存在的二氧化碳和水合成有机物,同时释放氧气。因此,叶绿体堪称植物体内的“能量转换器”。

那么,贮存在植物体内的能量怎样被植物或动物利用呢?这是一个复杂的过程:在氧气的参与下,有机物转变成无机物,迅速而充分地释放化学能。这个过程一般发生在线粒体中。

植物“吃”光能、水和无机物,食草动物吃植物,食肉动物吃食草动物,人吃动物、植物,人、动物死后分解为无机物或简单有机物。这便是自然界中的食物链。我们在某种意义上可以说,叶绿体和线粒体是保持食物链中物质和能量循环的关键。

★细胞内的生物

根据部分科学家的观点,线粒体可能是远古时期具有分解、同化功能的某种微生物的“后裔”,因为线粒体有自己的DNA、可自我繁殖。叶绿体的情况也如此,它们与现今一些原始的微生物相似,如蓝藻。有些人认为,现今植物体内的叶绿体可能是过去某种具有光合作用功能的细菌的“后裔”。

一些科学家相信,某种具有光合作用功能的自养原始有机体和某种能分解有机物的异养原始有机体,在上古时迁移到较大的原生生物体内,帮助各自的“新主人”生存。于是,组合体慢慢进化成现今的植物和动物。

那么,叶绿体能够进入动物的细胞吗?如果能进入,它们能否正常运作呢?有可能。

★叶绿体“做客”

事实上,就在今天,叶绿体也时常进入某些动物的细胞。科学家发现,绿叶海蛞蝓不斷吃一种海藻,然后利用海藻的叶绿体进行光合作用。不过,这些叶绿体在绿叶海蛞蝓体内活性较低、寿命短暂。

这并不是如今有机体“捕捉”叶绿体的唯一实例。一位科学家发现,某些老鼠的成纤维细胞能获取叶绿体。这种叶绿体,是她从菠菜或非洲紫罗兰中分离出来的。她又把成纤维细胞从老鼠身上分离出来,让它在营养液中和叶绿体结合。成纤维细胞没有破坏叶绿体,似乎并不讨厌这些“客人”。一两天后,这位科学家将成纤维细胞与叶绿体分离,发现这些叶绿体和刚从植物中分离出来的叶绿体工作得一样好。

不过,实现植入后叶绿体的高活性、长寿命及不断分裂,仍是当前尚待解决的难题。

★人会变成绿色的吗

为了使人体拥有、利用叶绿体,科学家要掌握基因如何控制叶绿体、如何实现叶绿体向人体转移。有人设想,把叶绿体植入受精卵,如果叶绿体和受精卵一样分裂,人的所有细胞中便会出现叶绿体。也有人设想,把控制叶绿体产生和运作的基因植入受精卵,然后这些基因便会进人人的所有细胞。当然,最理想的方案是只让皮肤细胞含有叶绿体。

那么,如果科学家有朝一日能把叶绿体或相关基因成功植入人体细胞,人会不会变成绿色的呢?

这倒不一定是我们要担忧的问题。有些能进行光合作用的细菌不是绿色的,虽然它们有细菌叶绿素,但是这种叶绿素在细菌内与蛋白质结合成不同状态,呈现不同颜色。

也许人进行光合作用的事情根本不会发生,也许自然法则永远不允许我们走这条路。科学的进程毕竟无法被精确算定。但是,我们相信,有一定科学依据的想法会给人类带来启示,让人类做出预想不到的科学成果。结果会如何,我们拭目以待吧!

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