第八四三天,实验表明,在没有光合作用的情况下滋养植物可能成为可能——这种工具有朝一日可以帮助养活宇航员和拥挤的星球。

科幻小说想象未来的人们生活在火星的地下城市、挖空的小行星和远离太阳的自由漂浮空间站。但是,如果人类要在任何这些恶劣和陌生的环境中生存,他们将需要使用有限资源种植食物的方法——而光合作用,即植物将阳光转化为糖的非常成功但能源效率低下的过程,可能不会减少它.

现在,一些科学家想知道是否可以通过完全跳过光合作用并在黑暗中种植植物来更有效地生产食物。

这个想法听起来就像火星上的城市一样科幻。但是,一组外国研究人员已发表了一项研究,朝着实现这一目标迈出了第一步。研究表明,可以在黑暗中生长藻类、食用酵母和产蘑菇的真菌,方法是用一种叫做醋酸盐的碳基化合物滋养它们,这种化合物不是来自植物,而是使用太阳能制造的。科学家们希望这种方法,一种“人工光合作用”,可以开辟新的方法来生产食物,使用比传统农业更少的物理空间和能源——也许包括可以在黑暗中生长的作物。

虽然其他专家怀疑是否有可能如此彻底地重新设计植物生物学,但他们对研究人员发明的技术以及团队关于如何提高食品生产效率的开箱即用想法感到兴奋。

除了一些极端环境,如深海温泉——由海底裂缝中冒出的硫化氢的化学能维持——地球上的所有生命都由太阳提供燃料。即使是像老虎和鲨鱼这样的顶级捕食者,也是复杂食物网的一部分,这些食物网可以追溯到植物,而在海洋中,则是微小的绿藻。这些所谓的初级生产者具有生物超能力:通过光合作用从二氧化碳中产生有机碳的能力,光合作用是一种由阳光驱动的生化过程。

但是,尽管光合作用对我们所知的生命至关重要,但它的效率并不高:实际上只有大约百分之一的落在植物上的阳光被捕获并用于制造有机碳。如果人类想要在太空中建立自我维持的存在,那么这种低效率将构成挑战,在太空中使用尽可能少的资源生产食物至关重要。

随着人口的增长,这也是当今地球上的一个问题,这给农民带来了从同一块土地上榨取更多卡路里的压力。

一些科学家认为,解决方案是对作物进行基因工程,以更有效地进行光合作用。这项新研究背后的研究人员提出了一些更不寻常的建议:用部分人工的过程代替生物光合作用,将阳光转化为食物。他们的过程是人工光合作用的一个版本,这个术语已经存在多年,包括将阳光、水和二氧化碳转化为液体燃料和甲酸盐、甲醇和氢气等化学品的各种方法。这项新研究背后的研究人员表示,他们的工作代表了人工光合作用系统首次与种植常见的粮食生产生物的尝试相结合。

他们的系统基于电解,或使用电流在称为电解器的设备内驱动化学反应。在他们最近的研究中,研究人员创建了一个两步太阳能电解系统,将二氧化碳和水转化为氧气和醋酸盐,这是一种简单的碳基化合物。

然后,将这种醋酸盐喂给莱茵衣藻,一种光合作用的绿藻。他们还将醋酸盐喂给营养酵母和产蘑菇的真菌——它们自身不会进行光合作用,但通常需要植物制造的有机碳才能生长。

所有这些生物都能够吸收醋酸盐并在黑暗中生长——独立于阳光或光合作用衍生的碳。

与光合作用相比,这个过程出奇地高效。使用人工光合作用,绿藻可以将太阳能转化为生物质的效率大约是作物使用生物光合作用的四倍。使用这种工艺培养的酵母的能源效率几乎是农作物的 18 倍。

这是使用人工路径与自然路径相比的主要优势之一。

科学家们已经知道藻类 莱茵衣藻可以在黑暗中在醋酸盐上生长——这种生物体是一种混合营养生物,这意味着它可以在光合作用制造自己的食物或吃其他植物产生的有机碳之间来回切换。

科学家初步研究结果是令人鼓舞的。在黑暗中,研究人员在含有醋酸盐的液体悬浮液中培养莴苣组织,证实它可以吸收和代谢外部供应的碳源。

当他们在光照下种植整株莴苣(以及水稻、油菜、番茄和其他几种作物),但给它们补充醋酸盐时,他们发现这些植物将醋酸盐掺入了它们的组织中。带有重碳同位素(称为碳 13)的乙酸盐可以追溯到氨基酸和糖类中,这表明植物可以使用它来支持各种代谢过程。

然而,这项研究并没有表明整株植物可以在没有阳光的情况下完全在醋酸盐上生长——事实上,研究人员对生菜的实验表明,过多的醋酸盐实际上会抑制植物生长。实验室目前正在研究基因工程和培育植物,以提高对醋酸盐的耐受性。这对于团队的人工光合作用方法以显着方式支持植物生长和粮食生产是必要的。

外星环境可能是研究人员首次应用技术的地方。人工光合作用是探索人类进入深空的重要技术,可以研究深空食物,人类在未来的太空飞行任务中会用到。虽许多技术细节需要首先解决,重量是一个关键考虑因素——人工光合作用可能需要将新设备(包括额外的太阳能电池板和电解槽)拖入太空。如何在太空或地球上应用重新设计光合作用等基本生物过程的任何努力都会改变人类的生存方式。

重读教育名篇丨陶行知:读书与用书https://t.cn/A6Shigbk本篇原载1934年11月10日《读书生活》第1卷第1期。《读书生活》为李公朴主编。
一、三种人的生活
中国有三种人:书呆子是读死书,死读书,读书死。工人、农人、苦力、伙计是做死工,死做工,做工死。少爷、小姐、太太、老爷是享死福,死享福,享福死。
二、三帖药
书呆子要动动手,把那呆头呆脑的样子改过来,你们要吃一帖“手化脑”才会好。我劝你们少读一点书,否则在脑里要长“痞块”咧。工人、农人、苦力、伙计要多读一点书,吃一帖“脑化手”,否则是一辈子要“劳而不获”。少爷、小姐、太太、老爷!你们是快乐死了。好,愿意死就快快地死掉吧。我代你们挖坟墓。倘使不愿意死,就得把手套解掉,把高跟鞋脱掉,把那享现成福的念头打断,把手儿、头脑儿拿出来服侍大众并为大众打算。药在你们自己的身上,我开不出别的药方来。
三、读书人与吃饭人
与读书连成一气的有“读书人”一个名词。假使书是应该读的,便应使人人有书读;决不能单使一部分的人有书读叫作读书人,又一部分的人无书读叫作不读书人。比如饭是必须吃的,便应使人人有饭吃;决不能使一部分的人有饭吃叫作吃饭人,又一部分的人无饭吃叫作不吃饭人。从另一面看,只知道吃饭,不成为饭桶了吗?只知道读书,别的事一点也不会做,不成为一个活书架了吗?
四、吃书与用书
有些人叫作蛀书虫。他们把书儿当作糖吃,甚至于当作大烟吃,吃糖是没有人反对,但是整天的吃糖,不要变成一个糖菩萨吗?何况是连日带夜的抽大烟,怪不得中国的文人,几乎个个黄皮骨瘦,好像鸦片烟鬼一样。我们不能否认,中国是吃书的人多,用书的人少。现在要换一换方针才行。
书只是一种工具,和锯子、锄头一样,都是给人用的。我们与其说“读书”,不如说“用书”。书里有真知识和假知识。读它一辈子不能分辨它的真假;可是用它一下,书的本来面目便显了出来,真的便用得出去,假的便用不出去。
农人要用书,工人要用书,商人要用书,兵士要用书,医生要用书,画家要用书,教师要用书,唱歌的要用书,做戏的要用书,三百六十行,行行要用书。行行都成了用书的人,真知识才愈益普及,愈易发现了。书是三百六十行之公物,不是读书人所能据为私有的。等到三百六十行都是用书人,读书的专利便完全打破,读书人除非改行,便不能混饭吃了。好,我们把我们所要用的书找出来用吧。
用书如用刀,

不快就要磨。

呆磨不切菜,

怎能见婆婆。
五、书不可尽信
孟子说:“尽信书则不如无书。”在书里没有上过大当的人,决不能说出这一句话来。连字典有时也不可以太相信。第五十一期的《论语》①的《半月要闻》内有这样一条:

据二卷十二期《图书评论》载:《王云五大辞典》将汤玉麟之承德归入察哈尔,张家口“收回”入河北,瀛台移入“故宫太成池”,雨花台移入南京“城内”,大明湖移出“历城县西北”


我叫小孩子们查一查《王云五大辞典》,究竟是不是这样,小孩们的报告是,《王云五大辞典》真的弄错了。只有一条不能断定,南京有内城、外城,雨花台是在内城之外,但是否在外城之内,因家中无志书,回答不出。总之,书不可尽信,连字典也不可尽信。
六、戴东原的故事
书既不可以全信,那么,应当怀疑的地方就得问。学非问不明。戴东原先生在这一点上是给了我们一个很好的引导。东原先生十岁才能开口讲话。《大学》有《经》一章,《传》十章。有条注解说这一章《经》是孔子的话,由曾子②写的;那十章《传》是曾子之意,由他的门徒记下来的。东原先生问塾师怎样知道是如此。塾师说:朱文公③(夫子)是这样注的。他问朱文公是何时人,塾师说是宋朝人。他又问孔子和曾子是何时人,熟师说是周朝人。“周朝离宋朝有多少年代?”“差不多是两千年了。”“那么,朱文公怎样能知道呢?”塾师答不出,赞叹了一声说:“这真是个非常了不得的小孩子呀!
七、王冕的故事
王冕十岁时,母亲叫他到面前说:“儿啊!不是我有心耽误你,只因你父亲死后,我一个寡妇人家,年岁不好,柴米又贵,这几件旧衣服和些旧家伙都当卖了。只靠着我做些针线生活寻来的钱,如何供得你读书?如今没奈何,把你雇到隔壁人家放牛,每月可得几钱银子,你又有现成饭吃,只在明天就要去了。”王冕说:“娘说的是。我在学堂里坐着,心里也闷,不如往他家放牛,倒快活些。假如我要读书,依旧可以带几本去读。”王冕自此只在秦家放牛……每日点心钱也不用掉,聚到一两个月,偷空走到村学堂里,见那闯学堂的书客,就买几本旧书,逐日把牛拴了,坐在柳荫树下看。
现在学校教育是对穷孩子封锁,有钱、有闲、有面子才有书念。我们穷人就不要求学吗?不,社会就是我们的大学。关在门外的穷孩子,我们踏着王冕的足迹来攀上知识的高塔吧。
【注释】

①《论语》:文艺半月刊,1932年9月16日创刊于上海,林语堂主编。

②曾子:曾参。

③朱文公:朱熹。

1.光活着就很难了,为什么还要我快乐。

2.那个曾经温暖我生命的手掌,在一刹那间如繁华被碾落般凋零。

3.我将红尘里的江山看了一场,人物与是非在岁月里淌。

4.空气都变得朦胧,你留下重重一叠的温柔。

5.被爱着的她,连撑伞的样子都像捧着一束玫瑰花。

6.就算余生沒有你,我笑里也全是坦荡,眼里也全充满了幸福。

7.遇你之前,沉迷过往;遇你以后,盘算余生。

8.人生路上过客很多,每个人都有各自的终点,他人向东向西向南向北,而我向你。

9.无意中的偏袒会让我记得好久好久。

10.认真生活的人拥有月亮做的渔网,即使身处坎坷依旧能捕捉到闪亮的星光。

11.我永远都不会浪费每一秒钟能用来陪你的时间。

12. 这世间,没有什么比你让我挂念。

13.相遇总有原因,不是恩赐就是教训。

14.等苦尽甘来的那天,山河星月都做贺礼。

15. 我将告别黄昏,挣脱藏身的黑暗,向你的光里坠落。

16.落俗不可避免,浪漫至死不渝。

17.花谢酒阑春到也,离离,一点微酸已着枝。

18.我肩上是风,风上是闪烁的群星,

19.你的眼睛是银河不落星系,你的呼吸仿佛是海浪风起。

20.夜暗方显万颗星,灯明始见一缕尘。

21. 空气都变得朦胧,你留下重重一叠的温柔。

22.你经过我身旁,像鹿穿过花岗,风吹开一枝扶桑,春意那么凉。

23.愿有岁月可回首,且以深情共白头。

24.有生之年,只诉温暖不言殇,倾心相遇,安暖相陪。

25.山水落你眉间痴长缠绵,望尽了也只是一眼。

26.恨不知所踪,一笑而泯,我就是那种,别人给点温暖就会感动好久的人。

27.野火在远方,远方在你琥珀色的眼睛里。

28.我从来是很黯淡的人,是你给了我满天星光。

29.管什么走到最后,爱一天有一天的温柔。

30.你不懂那种看你一眼就会笑的人是有多么的喜欢你。


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