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同样是遭遇核辐射,为什么植物不会死于癌症?

2019-07-11 11:52:00 116980

切尔诺贝利已经成了灾难的代名词。最近,一部同名影视作品《切尔诺贝利》的热播,将这场发生在1986年的核灾难重新带回了公众的视野。这场灾难让成千上万人罹患癌症,将一个曾经人口稠密的区域变成一个幽灵城市,并设立了2600 km²大小的禁区。

《切尔诺贝利》剧照《切尔诺贝利》剧照

  但是,切尔诺贝利的禁区内也并非毫无生机。狼、野猪、熊这些动物都已经回到了老核电站周围的那片茂密的森林里。而说到植被,即使是那些最脆弱和暴露在最外面的植物,也没有一开始就死亡,哪怕是在辐射最严重的地区,受损的植被也在三年内就恢复了。

相机捕捉到的狼群,图片来源:chernobylguide.com相机捕捉到的狼群,图片来源:chernobylguide.com

  在受污染最严重的地区,辐射可以杀死的人类、其他哺乳动物和鸟类的数量是植物的很多倍。那么,为什么植物对辐射和核灾难的抵抗力如此之强呢?

  要回答这个问题,我们首先需要了解核反应堆的辐射是如何影响活细胞的。切尔诺贝利的放射性物质是“不稳定的”,因为它会不断地释放出高能粒子和波,这些粒子和波会破坏细胞结构,或者制造出会攻击细胞机制的化学反应。

禁区内受辐射致死的红色树叶。图片来源:chernobylguide.com禁区内受辐射致死的红色树叶。图片来源:chernobylguide.com

  细胞的大部分受损部分是可替换的,但至关重要的DNA却是个例外。在较高的辐射剂量下,DNA会变得混乱,细胞也会迅速死亡。较低的剂量会以突变的形式改变细胞的功能,造成更难以察觉的损害,例如使细胞癌变,发生无法控制地繁殖,并扩散到身体的其他部位。

  对动物来说,这通常是致命的,因为它们的细胞和系统高度特化且缺乏灵活性。如果把动物的生物系统想象成一个复杂的机器,那么每个细胞和器官都有自己的位置和功能,只有在所有的部分都协同工作时,这个系统才得以正常运行。在没有大脑、没有心脏,或没有肺的情况下,人类生命是无法继续的。

  然而,植物却以一种更加灵活和有机的方式生长。由于它们不能移动,因此它们除了选择去适应周围的环境之外别无选择。植物不像动物那样具有固定的结构,而是在生长过程中逐渐形成了结构。它们的根是否长得深、茎是否长得高,都取决于来自植物其他部分的化学信号的平衡,以及光照、温度、水分和营养条件。

植物细胞。图片来源:thoughtco.com植物细胞。图片来源:thoughtco.com

  重要的是,与动物细胞不同的是,对植物来说,几乎所有的植物细胞都能产生植物需要的任何类型的新细胞。这就是为什么园丁可以通过插枝来培育出新的植物,从之前的一根茎或一片叶中就萌发出新的根来。

  这一切都意味着,对植物来说,无论它们的受损细胞是由于受到了动物的攻击还是遭受了辐射的伤害,植物都比动物更具有替换受损或死亡的细胞和组织的能力。

植物比动物有更强的替换受损或死亡细胞的能力。图片来源:pexels植物比动物有更强的替换受损或死亡细胞的能力。图片来源:pexels

  虽然辐射和其他类型的DNA受损也能导致植物的体内出现肿瘤,但由于植物细胞的周围有坚硬且相连的细胞壁,所以出现在植物身上的突变细胞通常无法像癌症那样从一个部位扩散到另一个部位。在绝大多数情况下,这样的肿瘤也都不是致命的,因为植物可以找到方法来绕过这些失灵的组织。

  有趣的是,除了天然地拥有应对辐射的抵抗力之外,切尔诺贝利禁区内的一些植物似乎还会使用额外的机制来保护它们的DNA,改变细胞的化学成分从而使它们更能抵御破坏,如果这仍不起作用,它们还会启动修复系统。在遥远的过去,当植物开始早期的进化时,地球表面的自然辐射水平要比现在高得多,所以为了生存下去,禁区内的植物可能会重新利用那个时期的适应性。

  现在,在切尔诺贝利的周围,生命正在蓬勃发展。许多动植物物种的数量实际上比灾难发生前还多。

禁区内发现的乌雕雏鸟,图片来源:theguardian.com禁区内发现的乌雕雏鸟,图片来源:theguardian.com

  你或许会惊讶于大自然的这种复苏能力,毕竟切尔诺贝利曾造成了悲剧性的损失,且大大缩短了人类的寿命。辐射确实也会对植物造成明显的有害影响,并可能缩短某些植物和动物的寿命。但是,如果能充足地供给维持生命的资源,且不是致命性的伤害,那么生命就能继续欣欣向荣。

  至关重要的是,切尔诺贝利核灾难的辐射所带来的伤害,抵不过人类离开这片地区所能带来的好处。现在,这里基本上是欧洲最大的一个自然保护区,这个生态系统中有着比从前更多的生命形态,只是每个独立个体的生命周期会短一点。

切尔诺贝利禁区成为欧洲最大的自然保护区。图片来源:Wikimieda Commons切尔诺贝利禁区成为欧洲最大的自然保护区。图片来源:Wikimieda Commons

  在某种程度上,切尔诺贝利灾难揭示了我们对地球环境影响的真实程度。尽管这次核事故是有害的,但它对当地生态系统的破坏远远小过于对我们的伤害。在人类把自己赶出这个区域的过程中,我们为大自然创造了复苏的空间。


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