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第38章 食虫植物的秘密

人要吃肉,有些动物要吃肉,殊不知有些植物也要吃肉。可植物吃起肉来,比起人和动物,那要差得远了,因为植物不会动,但植物也自然有一套捕捉小动物的诀窍。

食虫植物的足迹几乎遍及世界各地,主要分布在热带和亚热地区,其他地区则不多见。食虫植物的家族也很庞大,全世界大约有500多种,高等食虫植物有猪笼草、瓶子草、狸藻、茅膏菜等品种。在各种各样的环境中,几乎都有食虫植物生长。有的生长在水里,有的生长在酸性沼泽地或泥炭地上,有的分布在平原,有的生活在丘陵和高山上。每种食虫植物,几乎都有与众不同的叶子,有的像瓶子,有的像囊袋,有的像蚌壳,有的植物的光合作用是地球上唯一的以简单的无机物做原料。它们每年合成的有机物质积累起来多达1000多亿吨,而我们人类每年所吃的粮食只不过是其中一个很小的零头。光合作用又是地球上唯一大规模地把太阳能转化成化学能的过程,一年固定起来的太阳能有10万亿焦耳,而我们人类一年所消耗的全部能量也只有这个数字的1/10左右。光合作用还是地球上唯一大规模地从水中释放氧的过程,一年里要放出几千亿吨氧气,直到今天还是调节和改善大气环境成分的主要角色。

正是因为绿色植物的光合作用如此之重要,所以在人们从发现它的那一天起,就没有放弃过对它的研究,期望有朝一日能够模拟植物的光合作用,高效率地“收获”太阳能,人工合成粮食,在征服自然的伟大历程中迈出具有决定意义的一步。

科学家经过深入研究,弄明白了植物光合作用的原理,它是由光反应和暗反应两部分组成的。在光反应部分里,叶绿素吸收了光能,把水分解成氢和氧,氧被释放出来,氢和一种叫作酶的物质结合,生成具有很强还原能力的还原型辅酶;同时又把一种叫作腺二磷的物质与无机磷酸盐结合,生成高能物质腺三磷。然后便从光反应部分转到暗反应部分。这里一片漆黑,叶绿素不能发挥作用,腺三磷则大显神通,主要由它“慷慨解囊”,提供能量,使还原型辅酶通过一系列酶反应,最后把氢交给二氧化碳,合成碳水化合物。

掌握了植物光合作用的秘密,人工模拟也就有了根据。

现在,光反应的模拟已经取得了相当的进展,绿色工厂里的“机器”——叶绿素已经人工合成了,甚至还成功地制造了“人工树叶”。早在1968年,有人就在氯化银的外面包上一层叶绿素,在光的照射下分解水分并放出氧气。近几年,科学家再接再厉,利用氧化锌、硫化镉等物质,在光的照射下,不仅分解水分和还原辅酶,得到了还原型辅酶,同时让无机磷和腺二磷结合,得到了能量世界里赫赫有名的腺三磷。光反应模拟取得了初步的成功,模拟光合作用迈出了关键性的一步。这一步,使我们看到了光辉的前景。