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畸形植物是日本核泄漏惹的祸?
作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:477    更新时间:2013-8-21          ★★★

图片来源:Shutterstock

近日,一组图文信息在网上疯传,并被诸多媒体进行了播报。这个消息称在日本多地出现了“巨大变异畸形农作物” ,并认为这是福岛第一核电站因2011年3月的海啸而引起的核泄漏在农作物上的表现[1]。而所配的图则更是触目惊心:巨大的卷心菜、扭曲堆积样的番茄、重叠而生的向日葵。这些奇形怪状的植物无不给人以强烈的视觉冲击,又平添了几份对核泄漏威力的恐惧之感。

不过,辐射真的会造成这样扭曲的植物么?

都是核电站泄露惹的祸?结论不靠谱!

这则信息的来源,据称是“英国每日邮报转载韩国一家网站”而来[2]。不过,经过仔细搜索可以发现,这些图片均出自一个名为“fukushima-diary(福岛日记)”的网站[3]。这个网站主要由一位名叫Mochizuki的人经营,主要收集和刊登福岛地震后政府对福岛地区的政策方针、福岛核电站事故对当地民众和生态的影响等文章。不过细看之后就会发现,这些文章都表现了经营者觉得自己是在揭露黑幕的态度,大多暗示和指责日本政府和相关国际组织隐瞒福岛核电站事故所造成的影响。网站的宗旨是“日本の窮状を世界に”(让全世界都知道日本的窘境)以及宣称“we are against media black out”(我们反对新闻封锁).

网上流言中的图片均出自该网站的收集[4-6],其实多浏览下能发现很多网上流传的“福岛核泄漏导致植物变异”的图都能在这里找到。值得表扬的是,作者在收集时给出了信息的原始出处。然而可以发现,原始信息中只是报道某地发现了巨大或畸形的植物,并指出了可能的形成原因,但并没有论述其和福岛电站事故有何关系。而该网站收集了这些信息和图片后,有意或无意的给这些图片加上了“这是由于福岛核电站泄漏所造成的”的暗示。然后韩国媒体看到这些图片后就直接在报道中指明了这种关系,再加上英国媒体的转载宣传,就此掀起了这一波澜。可见,这是一个典型的媒体放大效应。

那么,这些畸形植物能和福岛核电站泄漏建立因果关系么?事实上,发现巨大卷心菜、畸形番茄和双生向日葵的地区,分别是位于九州的大分市(Oita)、本州中部的琦玉县( Saitama)和本州西北部的山形县(Yamagata)。三者中距离福岛第一核电站最近的山形县也隔有70公里的距离,而大分则更是远达近千公里。而福岛事故中,认为在20km-30km范围外辐射水平已经接近通常水平,可以视作足够安全。而在事故发生3个月后的6月,对邻近福岛第一核电站的双叶町的监测表明,当地绝大部分地区辐射强度已经低于0.1μSv/h,已达正常水平[7]。因此,这些畸形植物的发现,很难和福岛核泄漏事故建立直接联系。此外,由于放射性物质沾染强度和距离核电站的远近相关,但是在核电站周边并未有发现具有更多畸形的植物的可靠报道,因此也从侧面表明流言中的畸形植物和核泄漏并不存在直接联系。

报道畸形植物的三地距离福岛第一核电站的距离。

那么,这些巨大和畸形的植物,是怎么来的呢?

巨大畸形原因多

植物也是由细胞组成的生命体,因此,对细胞分裂、分化进行准确的调控,能够使得植物体正常的生长。但是当这一过程因为外界一些理化及生物因子刺激而发生改变时,植物就可能不会按照正常的大小和形态进行生长,从而造成外观的改变。

对于变的巨大的卷心菜来说,这实际上是比较常见的现象。在国外,每年都会举行各种各样的巨型蔬菜竞赛,其中的那些令人瞠目结舌的巨型蔬菜,和流言中的卷心菜相比,真是大巫比小巫。据报道,最大的卷心菜可以重达138.25磅,约合62.7公斤[8]。植物变得巨大的原因无外乎两个:细胞数目增加或细胞大小增大。一般来说,精细耕作、合理和充足的肥水供给都能有效促进植物组织细胞的分裂和生长,从而能够得到更大的叶球。此外,品种和收获时间的不同也能造成叶球大小的不同。例如我国的卷心菜品种京丰一号,单个叶球重量在秋季可达1.5公斤,而在春季更可达到2-3公斤[9]。因此,出现巨大的卷心菜并不奇怪,将其认定为核泄漏造成的未免太过草率。

2012年创造世界纪录的大卷心菜。图片来源:worldrecordacademy.com

流言中番茄的畸形真可用“惊悚”形容。不过,这一情况并非只有“辐射变异”才能发生。事实上,在自然情况下,一些番茄的品种和株系自身就可产生这样的外形。

番茄是茄科植物。对于野生型的番茄来说,它是由两个心皮(雌蕊的组成部分)发育而来的,我们食用的部位是番茄肉质和浆状的胎座[10]。经过人们多年的选育,人们选育出了不少含有两个以上心皮的番茄品种,这样的番茄果实更大,食用部分更多。在选育过程中,人们也发现了不少长的如流言图中那样疙里疙瘩的番茄品种。例如,一个名为“Reisetomate”的番茄品种,它的果实就如同莓子一般,由多个大小不同的小果堆积在一起[11]。而另一种“Exserted carpels”的番茄杂交株系,则也表现出多个额外心皮的外形[12]。这种模样的番茄其产生原因是异常的心皮数增加和异常的心皮着生位置。目前人们已经鉴定出了几个控制番茄外形和心皮产生的基因。例如,人为降低番茄内一个名为“AGAMOUS”的基因的表达,可以使得番茄产生“果内长果”的现象[13],而一个名为“fascinated”基因的异常可以导致番茄果实长出多个额外的心皮。

番茄品种“Reisetomate”。图片来源:page2rss.com

此外在我们生活之中,在购买番茄时常能看到一些开裂或歪瓜裂枣的畸形番茄。这则多是由环境因素引起的。例如,若在花期由于阴雨等导致授粉不良,会导致子房发育不均衡的畸形果的产生[14]。又如番茄苗期氮肥使用过多或受到低温胁迫,或是在果实发育前期水分供给不足后期又大量给水,就会造成果实异常膨大以至于破裂,在破裂表面产生黑斑或木质化的成分。这在生产生被成为“猫脸果(cat facing)”[15][16]。此外,一些昆虫如蝽类对果实的吸食,除了番茄外还会使得桃、梨等果实发育不均衡,因而产生畸形果[17]。

猫脸果。图片来源:ledgeandgardens.typepad.com

而向日葵中再长一个花盘,看着稀奇,实际上类似的现象十分普遍,很多还被开发为了观赏植物。例如,一种朱槿花品种金塔朱槿(Hibiscus rosa-sinensis ‘Golden Pagoda’),就是“花中生花”的典型[18]。

上为雄蕊瓣化而形成“花中生花”的金塔朱槿,下为普通朱槿。图片来源:wellgrowhorti.com; wiki commons

花中生花的现象是如何产生的呢?从植物学上来说,花的本质是一段变态的、不分枝的生殖枝。花的从外向内的各个部分,包括萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊,实际上是若干轮变态的叶片[10]。在正常条件下,这些花的组成部分受到一组花器官形成基因的精确调控,能够使这些变态的叶在正确的位置进行发育。然而,当这些基因的表达由于外界的刺激,如温度变化、病毒感染、自然界各种射线照射等因素改变时,这些花的发育模式就会相应改变,进而使得花部发生数量、形态的改变以及相互转化[19]。例如一些荷花品种,正是利用了雄蕊瓣化的现象,造成了千瓣莲、万瓣莲等形态。在极端情况下,花部的原基甚至能够重新退分化为芽原基,并发育为枝条。这一现象在花卉和园艺产业中并不罕见。

千瓣莲及雄蕊瓣化图示。图片来源:tenmilecreeknursery.com;etc.usf.edu

雄蕊群和雌蕊群发育为枝条的月季。图片来源:Flickr

对于向日葵来说,其花盘实际上是一个头状花序,组成花盘的主体是无数小型的管状花。那么,在花盘发育过程中受到外界刺激,花盘中一些花原基重新发育成花盘,就会成为流言中所出现的模样。事实上,这种变化还能出现在位于边缘的缘花上,让向日葵变成一圈小太阳围成的模样。此外,花盘在受到害虫啃食及真菌侵染等病害时,还会发生扭曲、偏转,使得花盘不再呈现圆形。

各种变异的向日葵花盘。图片来源:flickr;onodekita.sblo.jp

由此我们可以了解了,遗传因素,环境因素和病害都能造成果实和花的畸形。而核辐射仅仅是造成变异的一个方面。事实上,造成基因变异的主要方式,是由紫外线及天然射线造成的DNA损伤。而放射性核素的造成的变异,除非是在人为的诱变试验场及核素极大量沾染区,否则和前者相比简直是九牛一毛。因此看到畸形的果实和果实就联想为“受到了核泄露的辐射”,多少有些杯弓蛇影。

变异并非魔鬼

“变异”这个词对于大众来说并不陌生。事实上,在任何一本中学生物课本上,都能找到变异的定义。不过对于“变异”理解的另一个来源,估计是众多描述“变异生物”恐怖外观和奇异能力的影视作品和电子游戏。因为辐射变异而变的巨大的怪兽“哥斯拉”横扫纽约的场景则更是深刻的停留在观众的心目之中。而“变异”一词,在大众的心目中逐渐成为了怪物或疾病产生根源的代名词。

新闻中的最后一句“而一旦整个生物链中真的出现变异的DNA,全人类都将是受灾者”正是戴着这种对变异的有色眼镜去写的。不过,这句话并非该文作者原创,其来源是中国青年报12年3月的一篇讲述福岛核电站泄漏导致海洋被污染的报道。在这篇报道中,更是加入了“躲到南极也没用”这样夸张的描述[20]。而具有讽刺意味的是,报道中被描述为“因核辐射变异的海鲶鱼”,实际上只是一条普通的日本笠鳚(Chirolophis japonicus)而已[21],和核辐射变异没有丝毫关系。

事实上,人们完全不必担心“变异DNA”的出现使得人类受灾。事实上正好相反,人类社会甚至人类自身,恰好是“变异DNA”的受益者。如同上文所说,变异是一种自然的生物学现象。自古以来,农作物、禽畜的选育,正是对自发变异个体进行一代代的筛选,才使得我们现在拥有了类别繁多用途各异的农作物和禽畜品种。在现代农业中,我们还需要借助各种射线辐照和离子轰击等技术,来提高农作物等的突变率,造成具有变异表型的株系,来进一步挖掘优良性状,从而培育新的品种[22]。因此,从这一应用角度来说,造成变异实际上是人类生产生活中重要的技术手段。

日本辐照育种研究所的γ射线诱变田。位于圆心中间的是钴-60辐射源。设计成圆形可以依靠距离远近比较辐射强度造成的影响。图片来源:blog.revolutionanalytics.com/

通常,DNA水平上的变异并不造成生物体出现表型的变化,而是隐藏在动植物的基因组中,随着种群的变动而改变着其分布的频率。即使是出现表型,大多也是对生物体无益的。而另一些时候,一些关键基因的突变,会使得生物体及其后代恰好获得对环境的适应,因而在环境的选择压下存活下来并发展壮大。而演化,正是靠着变异提供的最基本素材,一步一步深刻的改变着地球生物圈的面貌。可以说,没有变异,就没有我们现在丰富多彩的生物界。

结论:

在自然情况下,有多种因素能够造成植物畸形,而辐射导致的变异只是其中的一种可能。流言中出现的畸形植物,无法在其产生原因和福岛核电站泄漏间建立关系。变异是生物界普遍存在的过程,我们不需谈“变异”而色变。


文章录入:sw-zs    责任编辑:sw-zs 




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