互联菠菜、可充电蔷薇、防辐射菊花…赛博植物亮相_风闻

　　超人类主义者尝试借助植入物和假体来增强人类的能力。但生物与技术的结合也能运用在植物上。看，首批机械化植物已经登场亮相！

　　一提起“赛博格”（或说机械化有机体），我们的脑海中很快会浮现出类似“机械战警”或“终结者”那样的科幻电影人物形象。

　　或许你也会想起超人类主义者，他们希望通过大脑植入物来强化人的智力。但无论如何，我们都未曾想过将此类技术运用到一棵无花果树或一株兰花上。

　　然而事实证明，使有机体和机械融合获得新能力并非只适用于人类：近些年，这项研究在植物身上取得了更丰厚的成果！荧光西洋菜、可充电蔷薇、互联菠菜……名副其实的“植物赛博格”诞生了。

　　作为几间先锋实验室的研发成果，这些新型植物展现了花、叶与电子以及纳米技术的超自然结合，并从根源上再次对有机体与机械之间的界限提出质疑。

　　作为机械化植物研究先驱之一，澳大利亚墨尔本大学化学工程研究员约瑟夫·理查森（Joseph Richardson）认为，该领域的研究具有双重意义：“像石墨烯这样的超级材料在主导某些化学反应，比如催化方面的能力非常有限，而生物学却对此‘游刃有余’；另一方面，生物学在对电子和光子的控制上非常受限，而超级材料在这方面表现优秀。”

　　因此，科学家想到利用人工技术来赋予植物数百万年生物进化和数十年基因工程都没能实现的新功能——因为即使人类可以筛选或改变生物基因，但生物学需要遵循的明确规则也构成了一定的限制。

　　与此同时，科学家还能为技术发展带来工程师尚未能复制的生物特性。

　　“植物制造和储存自身所需的能量，还能被生物降解，”美国麻省理工学院化学工程教授迈克尔·斯特拉诺（Michael Strano）指出，“例如，改造植物以替代电话天线或灯具，就是向可持续发展又迈进了一步。”当然他也表示，这目前仍是“未来主义式”的设想。

　　“这是一个新兴研究领域。”瑞典林雪平大学“电子植物”领域研究先驱埃莱尼·斯塔夫里尼杜（Eleni Stavrinidou）确认道。

　　事实上，科学家仍需改善机械化植物的性能并解决诸多问题。

　　首先是这些携带纳米颗粒或电路的植物的长期生存问题。其次，若在自然条件下培育这些植物，其包含的人工器件是否存在污染环境的风险。此外，将来这些植物离开实验室投入使用，生物的过度人工化问题无疑会成为舆论焦点。

　　但对从事相关领域研究的学者而言，探索超自然的形式构成了一种精神上的动力。

　　“人们认为技术是一种纯粹人为的东西。因此，为技术和生物搭建联系极富意义。”埃莱尼·斯塔夫里尼杜评价道。“从哲学角度看这些研究也颇有乐趣，”约瑟夫·理查森补充道，“例如，假若我们使用的一种超级材料阻碍了植物的生长和繁殖，我们还能将这株植物视为活体吗？”

　　继超人类主义者之后，我们迎来了“超植物主义者”时代。科学家的想象力是如此丰富，以至于连科幻小说都未能预测到机械化植物的到来。

　　荧光西洋菜

　　“我们或许创造了有史以来最明亮的生物！”

　　迈克尔·斯特拉诺教授为他的成果感到骄傲，他成功令一株植物产生了相当于1微瓦LED灯一半的亮度……“与目前仅靠基因改造的操作相比，亮度提高了好几百倍。”

　　而且它还不消耗任何电能。秘诀何在？研究人员借助一个增压器，将包括荧光粒子在内的多种纳米颗粒组合注入植物体内。

　　“最初光照只持续4个小时，而现在能持续数周。”迈克尔·斯特拉诺表示。为了进一步展示植物灯，他甚至还研发了一个化学开关。操作方法十分简单：在西洋菜上撒点辅酶A就能点亮，再撒点脱氢荧光素就可将其熄灭。

　　强光合拟南芥

　　该拟南芥是有史以来地球上首株机械化植物。迈克尔·斯特拉诺教授团队在其叶片中植入了碳纳米管，这种材料能与可见光中的长波段、紫外线和红外线发生反应，而上述波段是植物无法自然吸收的。

　　结果显示，植物光合作用的效率提高了30%！然而这样一项成就的实际用途却并不显著，因为“对大多数植物而言，光合作用并非制约其生长的限制因素”，迈克尔·斯特拉诺解释道。因此提高光合作用效率并不能使植物生长得更快。

　　在他看来，重要的是该实验证明了生物学能与纳米技术相结合。“我们成功改善了一个需经数百万年进化方能形成的功能。”斯特拉诺教授欣喜地表示。

　　可充电蔷薇

　　在“植物赛博格”时代，光有赏心悦目的花色和芬芳扑鼻的香气是不够的，就算是蔷薇也需具备实用性。

　　2017年，瑞典林雪平大学展示了一种可储存电能的蔷薇。为了实现这一挑战，研究人员将蔷薇浸入含有导电碳聚合物的溶液中。碳聚合物逐渐渗透蔷薇的维管束，直至在其内部形成一个真正的电路。

　　经证实，该电路不仅能导电，甚至还能储存电能，可为一个小型电器持续供电数分钟！“我们的目标是在未来能收集光合作用产生的能量。”实验带头人埃莱尼·斯塔夫里尼杜表示。

　　互联菠菜

　　新一代植物同样也是联网的一代。

　　迈克尔·斯特拉诺团队于2016年推出的菠菜就是一例。研究人员用注射器向菠菜叶子注入红外荧光碳纳米管和一种能与硝基芳香族化合物（某些爆炸物的组分）发生反应的肽的混合物。

　　结果，当这些爆炸物分子出现时，不管是菠菜的根部还是叶片，发出的红外光都减弱了，且该信号可被1米外的智能手机探测到。因此这种植物型远程探测系统可用于识别环境中的污染物，“从而替代需要维护、防雨和充电的塑料或金属探测系统”，迈克尔·斯特拉诺解释道。

　　防辐射菊花

　　这是数月前约瑟夫·理查森团队推出的最新品种。

　　团队将“金属有机框架”（MOFs）分子组合后覆盖在菊花的叶片和花朵上，使其具备防短波紫外线（UVC）的特性。在地球表面几乎不存在这种紫外线，但当生物处于太空时，UVC带来的伤害绝对非同小可。

　　研究人员将植物放置在紫外线灯下，受到MOFs保护的植物褪色并不明显，因此该方法行之有效。“也许有一天，人类能用此方法在火星或月球上栽培植物，无需建造保护温室。”约瑟夫·理查森设想道。

　　撰文 Elsa Abdoun

　　编译 杨冉