科幻成真?科學家打破基因編輯讓植物變「路燈」 充光數分鐘、發亮2小時

陸地生物

多肉植物葉片。 圖/Johanna from Pixabay
多肉植物葉片。 圖/Johanna from Pixabay

會發光的植物亮度足以照亮夜晚街道,聽起來像是科幻小說或電影中的情節;但科學家已成功培育出能發出綠光的植物,甚至已在美國銷售。

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有線電視新聞網(CNN)報導,中國研究團隊近日宣布,培育出全球首例多色且最明亮的發光植物。8月27日發表於Matter期刊的研究共同作者、廣州華南農業大學生物學家劉淑婷表示,想像電影「阿凡達」(Avatar)的世界裡,發光植物照亮整個森林的畫面。

她說,他們希望運用實驗室現有材料實現此一願景,想像有朝一日發光樹木取代路燈的景象。

為使植物發光,劉淑婷與團隊將鋁酸鍶注入名為「女雛」(Mebina)的多肉植物葉片;這種常應用於夜光玩具的材料能吸收光線並在後續逐漸釋放。

此一方法突破了科學家慣用的基因編輯技術,改採麻省理工學院團隊開創的全新模式。相較於基因編輯,透過注入奈米粒子,研究團隊成功培育出能發出紅、藍、綠三色光的植物;以往受限於植物天然色素,科學家僅能創造綠色發光效果。

劉淑婷表示,基因編輯是卓越的技術途徑,但他們特別受到無機餘輝(afterglow)材料的啟發,這些材料能吸收光線,再緩慢釋放餘輝;同時從先前發光植物的研究中,了解植物照明的可能性,甚至「植物路燈」等概念。

她說,研究團隊的目標是將多色長效餘輝材料與植物整合,突破植物發光的色域限制,並提供一種獨立於光合作用的光儲存與釋放機制,打造出可儲存光能的「植物燈」。

研究團隊透過建造由56株植物組成的綠色植生牆,企圖呈現此一構想的實用性。研究指出,該植生牆產生的光線足以在10公分(4英吋)距離內照亮文字、圖像及人體輪廓。

植物經注射後置於陽光直射下數分鐘,即可持續發光長達兩小時。雖然餘輝亮度逐漸減弱,但劉淑婷指出,植物可透過陽光照射反覆充電,補充儲存能量,使植物在沒有陽光時仍能持續發光。

她表示,植物在處理後25天仍能維持餘輝效果,而注入餘輝粒子後的葉片在紫外線刺激下,即使枯萎仍會持續發光。

研究人員在論文中強調,這項發現凸顯了發光植物作為永續高效照明系統的潛力,能在日間吸收陽光,夜間釋放光能。

然而其他科學家對此實用性持懷疑態度,未參與研究的劍橋大學植物科學教授約翰·卡爾(John Carr)表示,這篇論文很有趣,但他認為這超出當前技術能力,可能也超出植物所能承受的範圍。他說,這些植物能釋放的能量有限,短期內難以想像它們能成為路燈。

劉淑婷承認,這些植物發光強度過弱,距離提供實際照明仍遙遠;此外,餘輝粒子對動植物安全的評估仍在進行中。她表示,目前發光植物主要可作為裝飾品或觀賞性夜燈。


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