郗旺

植物變身“礦工”

你知道嗎，未來的植物能代替在礦場中辛勤勞動(dòng)的工人，為人類采礦。

植物怎么采礦呢？原來，植物的根系可以將地下的各種礦物質(zhì)吸收到體內(nèi)，然后在體內(nèi)沉積下來。例如，很多植物，甚至包括玉米，都被發(fā)現(xiàn)能在葉片中累積黃金等金屬礦物。

當(dāng)然，現(xiàn)在的植物對(duì)礦物吸收和累積的能力還很弱，而且很多礦物埋藏的底層很深，現(xiàn)有的植物根系達(dá)不到礦藏所在的地層。但是，科學(xué)家們可以對(duì)植物進(jìn)行改造，讓植物的根系更加發(fā)達(dá)，擴(kuò)展到更深和更廣的范圍；同時(shí)加強(qiáng)植物根系對(duì)礦物的吸收能力，并且讓植物能忍受吸收進(jìn)體內(nèi)的高濃度礦物成分，便于人類的分離和提取。

這樣，只要在礦藏區(qū)域種植“采礦植物”，就能源源不斷地從植物的葉片、枝條內(nèi)提取出有用的礦物，人們?cè)僖膊挥猛诰虺錆M危險(xiǎn)的礦洞，或者用有害的溶液去提取礦物了。

此外，這些“采礦植物”不僅能用于采礦，還能用于清潔被重金屬污染的土地，植物可以吸收那些有害的金屬元素重新為人所用，達(dá)到“變廢為寶”的目的！

快速轉(zhuǎn)化為能源

煤炭和石油，是遠(yuǎn)古時(shí)期樹木和浮游生物被埋藏在地下，經(jīng)過億萬年的地質(zhì)作用變化而來的。植物要變成能夠使用的能源，需要很長的時(shí)間。科學(xué)家們?cè)噲D讓植物能快速轉(zhuǎn)化為能源。

例如，科學(xué)家通過改造植物光合作用和糖類合成的過程，讓植物更有效地進(jìn)行光合作用，更快地累積糖、纖維素等成分。不過，纖維素構(gòu)成的木材除了燃燒之外很難被利用，因此科學(xué)家又在如何對(duì)付纖維素上下功夫。他們改變纖維素的微觀結(jié)構(gòu)，讓纖維素能更快速地被酶降解為小分子的糖。這樣一來，植物就能為乙醇發(fā)酵提供更多更廉價(jià)的糖，而乙醇，則是很好的能源物質(zhì)。

同時(shí)，科學(xué)家們還能讓植物不需要太長時(shí)間就能產(chǎn)出“石油”來。石油是很多碳鏈長度不同的烷烴，以及其他含碳化合物構(gòu)成的混合物。而很多植物，也能合成與其相似的脂肪酸酯。由于這些脂肪酸酯的特性和柴油非常接近，因此又被稱為“生物柴油”。在能夠產(chǎn)生“生物柴油”的植物中，數(shù)微小的藻類產(chǎn)能最強(qiáng)。據(jù)測算，每公頃水域的藻類，能夠產(chǎn)出超過1.6萬升的生物柴油。

可以想象，未來只需在貧瘠的土地上種植能源植物，或在人工水池中養(yǎng)上能產(chǎn)油的微藻，就能將原本不能利用的土地變成“煤田”和“油田”。同時(shí)，減少使用化學(xué)燃料，也能讓我們的環(huán)境更清潔。

植物電池能發(fā)電

植物能直接提供最容易被利用的能源之一——電能嗎？答案是肯定的。

光合作用的第一步，就是光能轉(zhuǎn)化成電能的過程。植物利用光合色素和光合蛋白，將光的能量傳遞給水，從而將水分解成氧氣和質(zhì)子，同時(shí)產(chǎn)生電子。一般情況下，質(zhì)子、電子被用于和二氧化碳一起合成糖類，但是經(jīng)過科學(xué)家的改造，可以將這些質(zhì)子和電子重新以氫氣的形式釋放出來，這樣植物就被改造成一個(gè)高效的水的分解器，產(chǎn)生的氧氣和氫氣可以通過燃燒或者燃料電池等轉(zhuǎn)化為電能。更進(jìn)一步，還可以將植物產(chǎn)生的電子匯集起來，形成“植物電池”供人類使用。

凈化空氣更高效

環(huán)境污染是大家都關(guān)心的問題，而植物是天然的“空氣凈化器”，這一點(diǎn)大家應(yīng)該是知道的。不過未來植物的凈化效率將會(huì)更高。

植物本身可以降低空氣中的粉塵含量、吸收有害氣體等。在未來，經(jīng)過科學(xué)家改造的植物更能發(fā)揮優(yōu)勢。例如，葉片上長出更多更細(xì)的毛，除了過濾空氣中的較大粉塵外，還能直接減少空氣中的PM2.5顆粒的含量；植物的氣孔活動(dòng)和其他生理機(jī)能發(fā)生改變，能更有效地吸收工廠、汽車尾氣排出的二氧化硫、氮氧化合物等有害氣體，并將它們轉(zhuǎn)化為植物自身生長的養(yǎng)料。