西伯利亚的永久冻土
地球表面71%被蓝色海水覆盖,剩下的29%是人类赖以生存的土地。但是土地有20%永久冻土的面积。
欧洲、北亚、北美洲等高纬度地区,由于气温比较低,常年冻土存在。而高山和高原的一些中低纬度地区,由于海拔较高,气温较低,也有多年冻土。
永冻土也叫永冻土或永冻土。指的是被冻结数年甚至数百年的土石层。温度越低,永久冻土层越厚。例如,平均温度为-15℃的北极多年冻土,达到1000米以上的只有1米左右。
冻土剖面
冻土层越厚,存在的时间越长,因为冻土是年月增长的结果。一般来说,在淋滤过程的影响下,永冻土中的非常缺乏养分。多年冻土大部分是无机物,另一部分是粘土和腐殖质。腐殖质结构一般都有很多养分,但冻土中70%的腐殖质都是黄腐酸,几乎没有营养价值。
可以说,永冻土是天然存在已久的“天然冰箱”。永冻土里的东西一旦被冻住,虽然有水可以维持它的生命,但是却没有营养物质和合适的温度让它进一步转化。时间越长,冻土层就越厚,被封住的物体保存的时间就会越长。
西伯利亚气候寒冷,所以有很厚的冻土层。在这里,科学家们先后发现了猛犸象、洞狮幼崽、毛犀牛幼崽、旅鼠等动物,可是在“天然冰箱”中存在了几万年的生物,虽然因为低温环境,微生物分解过程缓慢,保持死前的状态,但的生命体征已经完全消失了,所以人们得到的只是一个尸体。
从永冻土中挖出的古生物尸体
但在2012年,俄罗斯科学院的科学家们在西伯利亚的永冻土中成功复活了3万年前的植物种子。
3万年的毒蕈种子
2012年2月,《美国科学院院报》发表了一份研究报告。报道内容是俄罗斯科学家复活了3万年前的植物种子,在当时引起了极大的轰动。因为当时被人类复活的最古老的植物种子是海枣树已经保存了大约2000年的种子。这个记录是以色列科学家在70年代创造的,所以在2012年之前,这个记录已经保持了40多年。
不过这次复活的植物种子比椰子树种子长15倍。要知道种子存放的时间越长,植物复活的可能性就越低,成活率呈几何级数下降。而俄罗斯科学家似乎完成了一项几乎不可能完成的任务,引发了大家的热议。
据我们所知,这些复活的植物种子是2007年首次发现的柳叶飞草的种子。人们在西伯利亚东北部科雷马河附近38米深的多年冻土层中发现了柳蝇草的种子。当时,种子周围还有许多其他植物的种子和果实。科学家推测,松鼠过去常常储存食物的地方。但出于某种原因,它被永久冻土覆盖,所以种子得以保存下来。
柳蝇草
科学家利用放射性碳测年法对这里的地质进行了测量,发现储存柳蝇草种子的永久冻土层很可能形成于在2.8到32,000年之间。也就是说,这些柳叶飞草种子已经保存了3万年大约。科学家们拿出来后,比对了上万颗植物种子的形状,最终确定这是柳叶蒿的种子。
柳兰目前只在中国发现。只有在海拔2100米到2300米的山林岩石上才能看到野生的柳叶草。属于被子子纲、石竹科、石竹科,是毒蕈属200余种的成员。
科学家首先记录并分析了柳叶蝇草的种子。紧接着,迅速进行了播种实验,打算观察成功种植的柳叶飞草,比较3万年来植物的变化。
但令人失望的是,虽然种子播种成功,但科学家们也投入了大量精力来模拟种子所需的生长环境。但是这些种子已经很久没有发芽了,可能是因为种子存在的时间太久了,所以细胞已经失去了活力。也就是说,种子已经“彻底死亡”,人类无法种植和观察这棵3万年的柳飞草。这样的结果对研究人员打击很大。
然而,现代科技带来了转机,因为科学家们用克隆技术解决了种子失活的问题。
植物克隆技术演示
一般来说,被子植物的种子比裸子植物保存时间更长,因为它们的表面有一层硬壳。科学家们发现,柳柳种子中的大部分细胞组织已经完全死亡,但胚珠上的组织处于种子的中心,因此并没有完全灭活。
科学家们立即对柳叶飞草的种子进行了“剖腹探查”,成功提取出种子中未灭活的细胞组织。然后,对这些细胞进行克隆技术,通过细胞组织再培养的方法,使柳叶蝇草成功复活。此次克隆技术成功培育出36只活毒蝇蕈,这也是当时人们复活的最古老的多细胞生命体。
科学家仔细观察了复活的柳蝇,从发芽到开花阶段,3万年前的柳蝇与现代的柳蝇几乎没有太大的区别。直到柳飞草开花,科学家们发现的花有差异,古代柳飞草的花瓣比现代的花瓣,花瓣根尖裂的深度也更大。
最重要的是,古代柳蝇草的种子开花后发芽率100%,而现代柳蝇植物种子的发芽率比它低10%~14%。
为什么科学家能够在3万年前成功复活种子?
俄罗斯科学家能够成功复活具有3万年历史的毒蕈碱种,最重要的原因是人们采用了先进的科技手段。早在1902年,一位名叫哈布兰特的德国植物学家首先提出,通过植物的部分组织细胞培育出完整植株a身体。但当时人们还没有实现技术的手段,所以的想法只停留在的想法阶段。
直到1958年,美国科学家斯图尔德和他的同事们才成功地将这个想法变成了现实。当时,斯特沃德和他的同事们从胡萝卜愈伤组织中收集了组织。经过多次试验,他们成功培育出胡萝卜苗。世界上第一株体细胞培育的幼苗生根发芽开花。自此,植物克隆育种技术瓶颈彻底被突破,植物育种领域一扇新的大门被打开。
自20世纪60年代以来,随着科学技术的飞速发展,植物组织培养的水平也有了很大的提高,许多工厂开始广泛使用这项技术。植物组织培养技术正被应用在解毒、快速繁殖、细胞工程、遗传学、基因研究、人工育苗等诸多领域。成功复活3万年树龄的蝇子的种子,是当时人们已经拥有了非常先进的植物组织培养技术。只是凭借先进的科技水平和丰富的栽培经验,人们在三万年前就看到了植物的开花结果。另外,柳叶飞草种子能在冻土中保存也是非常重要的原因之一。
首先,这些种子的壳保护的非常好,被子植物的壳很大程度上保护了种子的胚芽和胚芽。例如,一批莲子
于1950年在我国辽宁省出土。由于莲子的种皮完好无损,1956年中国科学院北京植物园的科学家成功种植培育。叶蝇草这次被灭了,三万年后肯定不会有活细胞了。没有活细胞,再先进的技术也无法使它们起死回生。
而这些种子隐藏在厚厚的永久冻土层中。38米厚的永久冻土层保护种子不被其他动物发现,避免被吃掉的危险。另外,在的零下温度环境下,微生物很难分解种子,所以它们才有机会复活。
多年冻土剖面
复活种子的意义
科学家复活了3万年前的柳蝇草种子。进化、遗传、变异等领域的知识等。另一方面,也表明人体植物组织培养水平达到新的高峰。
如果能把我们的研究成果应用到植物栽培上。比如柳叶飞草100%发芽率的秘密如果被破解,就可以广泛应用在其他发芽率低的植物上,让这些不易生长发芽的植物获得更高的发芽率。比如,如果破解了柳叶植物遗传特性的三万年之谜,我们就可以把它应用到一些偶然发生突变后性能优异的植物上,这样就可以保证优秀的植物基因能够延续下去。被继承下去。
也许在未来的某一天,植物组织培养可以发展成更高级的动物组织培养。也许等技术成熟了,我们不仅可以复活植物,说不定还能复活史前动物。到那时,人类探索历史的方式将被彻底颠覆,我们将对过去的地球生物有更形象、立体、直观的认识。
复活三万年柳叶飞草种子,整个培育时间并不算长。然而,人类从构思活细胞培养到实现植物组织培养,却花了几十年的时间。或许我们现在的科技还不足以让远古史前动物复活,但只要我们坚持深入研究,总有一天积累发展,实现我们今天的预言。
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网址: 科学家复活3万年前的种子,开的花已不同,复活种子有何意义? https://m.huajiangbk.com/newsview236129.html
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