切尔诺贝利地区的植物无法逃离,但这反而拯救了它们

为什么植物不会得癌症。

切尔诺贝利已成为灾难的代名词。1986 年的核灾难,最近因同名大受欢迎的 电视节目而再次引起公众关注,该灾难 导致数千人患癌,将曾经人口稠密的地区变成鬼城,并设立了占地 1000 平方英里的隔离区。

但切尔诺贝利隔离区并非毫无生机。 狼、野猪已经 回到了旧核电站周围茂密的森林。在植被方面,除了最 脆弱和暴露的植物生命外,其他植物从一开始就没有死亡,即使在隔离区辐射最强的区域,植被也在 三年内恢复。

在污染最严重的地区,植物吸收的辐射量足以 多次杀死人类及其他哺乳动物和鸟类。那么,为什么植物对辐射和核灾难如此有弹性呢?

要回答这个问题,我们首先需要了解核反应堆的辐射如何影响活细胞。切尔诺贝利的放射性物质是“不稳定的”,因为它不断地发射高能粒子和波,这些粒子和波会 破坏细胞结构 或产生攻击细胞机械的活性化学物质。

细胞的大部分如果受损是可以替换的,但 DNA 是一个关键的例外。在高辐射剂量下,DNA 会变得混乱,细胞会迅速死亡。较低剂量的辐射会造成更细微的损害,形成 突变,改变细胞的功能方式——例如,导致细胞 癌变,失控地增殖,并扩散到身体的其他部位。

在动物身上,这通常是致命的,因为它们的细胞和系统高度专业化且缺乏灵活性。将动物生物学想象成一台精密的机器,其中每个细胞和器官都有其位置和功能,并且 所有部分必须协同工作才能使个体生存。没有大脑、心脏或肺,人类就无法生存。

然而,植物的生长方式则更加灵活和有机。因为它们无法移动,所以它们别无选择,只能适应所处的环境。植物不像动物那样具有明确的结构,而是 随遇而安。无论是长出更深的根还是更高的茎 取决于来自植物其他部分的化学信号平衡以及“木质网络”的状况,以及光照、温度、水分和养分条件。

old nuclear power station
树木已经重新占领了旧核电站周围的区域。Fotokon/Shutterstock

至关重要的是,与动物细胞不同,几乎所有植物细胞都能够生成植物所需的任何类型的新细胞。这就是为什么园丁 可以从插枝中培育新植物,在曾经的茎或叶上生根发芽

所有这些都意味着,植物 比动物更容易替换死亡的细胞或组织,无论损伤是由于被动物攻击还是辐射。

而且,虽然辐射和其他类型的 DNA 损伤会引起植物肿瘤,但由于植物细胞周围有 坚固的、相互连接的细胞壁,突变细胞通常无法像癌症那样从植物的一个部分扩散到另一个部分。而且 在绝大多数情况下,这种肿瘤都不是致命的,因为植物可以找到方法来绕过功能失调的组织。

walls of plant cells
植物细胞坚固且相互连接的细胞壁使其对癌症具有抵抗力。Rattiya Thongdumhyu/Shutterstock

有趣的是,除了这种固有的辐射抵抗力外,切尔诺贝利隔离区的一些植物似乎还在利用额外的机制来 保护 它们的 DNA,改变其化学性质使其 更能抵抗损伤,并开启系统来 修复 损伤。在早期植物进化时,地球表面的自然辐射水平 要高得多,因此隔离区的植物可能正在利用那个时期的适应性来生存。

新的生机

切尔诺贝利周围的生命现在正在蓬勃发展。许多植物和动物种群的数量实际上 比灾难前还要多

鉴于切尔诺贝利造成的悲惨生命损失和寿命缩短,这种 自然复兴 可能会让你感到惊讶。辐射确实对 植物生命 产生 有明显有害 的影响,并可能缩短单个动植物的寿命。但是,如果生命赖以生存的资源供应充足,并且负担不是致命的,那么生命就会繁荣。

至关重要的是,切尔诺贝利辐射带来的负担 比人们离开该地区所带来的益处要小得多。现在,该地区基本上是欧洲最大的自然保护区之一,其生态系统支持的生命比以前更多,即使其中每个生命的个体周期都稍短一些。

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。尽管有害,但核事故对当地生态系统的破坏远小于我们。当我们离开该地区时,我们为大自然回归创造了空间。

Stuart Thompson 是威斯敏斯特大学植物生物化学高级讲师。本文最初发表在 The Conversation 上。

The Conversation
 

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