目前,已經製造成功的新型作物之一,就是大豆米。
大豆米,是日本北海道大學農學係所研製出來的。大豆米,是將大豆的基因轉移到了水稻之中而培育出來的。這種米既有大豆那豐富的蛋白質,也有大米那樣高的產量,並能起到日常主食的作用。
馬鈴柿,也是一種古怪的植物。它的地麵以下的部分結出了土豆,而它的地麵部分則長得是番茄的枝葉,能長出紅色的番茄果來。它是德國科學院的科學家們通過細胞融合技術培育出來的作物品種,它把番茄和馬鈴薯“合二而一”了。這樣,就真正做到了“一物兩吃”。
不過,當光合作用不夠好時,地上的番茄和地下的土豆長得都不夠大。
大豆是大豆,瓜子是瓜子,二者有什麼關係呢?大豆葵花,顧名思義,它一定是葵花與大豆雜交的產物。美國科學家將法國大豆的基因轉移到了葵花的子房中,然後進一步培育,終於獲得了葵花大豆這種新作物。這一作不物但抗病能力強,對肥料的要求不高,而且還含有豐富的菜豆蛋白質和葵花籽油脂呢。
果核大豆,也是一種雜交植物。它是巴西科學家所發明出來的。把大豆的基因轉移到巴西果核中,並使之成長為獨立的植株。這樣,就成了一種新的作物品種——果核大豆。它既含有豐富的蛋氨酸,又能快速繁殖,產量很高。
此外,基因工程所創造出來的新植物品種還有擬南芥油菜、蘑菇白菜,等等。隨著生物工程的發展,還會有更多、營養更好、產量更高的作物新品種被創造出來。
前麵我們介紹了生物學家幫助育植物良種的方法,其實,對於育動物良種,也是有不少絕招的。一般來說,哺乳動物的繁殖,就是其父方精子與母方的卵子相結合,形成受精卵(也叫合子),合子在母體(子宮)中經過不斷分裂,成為胚胎,最後經過一定的懷孕時間,胎兒就會如瓜熟蒂落,水到渠成,一個小生命就誕生了。它的親生父母,提供精子與卵子的雙方。這就是動物體內受精與懷孕的過程。
可是,借助於生物技術,我們可以做到使卵子在母體外,如具備一定生理條件的試管中受精,再把受精卵或者胚胎移植到母體中去,等待胎兒足月產出。這樣,生出的小生命就會有兩個母親:提供卵子的母親和生育它的母親。前者是真正的母親,能使小生命保持著這一母親的性狀;後者是被借腹用的母親,隻起到懷孕、生育的作用,相當於一個運載工具,一個客店,是不會影響小生命的生物性狀的。
這樣做,有什麼意義呢?原來,品質優秀的家畜,如良種牛,和普通牛相比,產仔量一般較低,大多數一年隻能產一胎,一胎基本上以一仔為主。為了最大限度地培育良種牛,以便多產肉,多產奶,就可以把良種牛的受精卵,或者胚胎,移植到普通牛的腹中,從而使之也能夠產下優良的小牛。否則,讓原來的良種母牛懷孕,要浪費多長的懷孕時間啊。這樣,良種牛的作用,就在於產生卵子的“原料車間”,而普通牛,則是“原料加工廠”了。
通過科學家們的努力,“原料車間”的產量已經大大提高了。往良種牛的身上注射一種激素,良種牛就可以一次產出幾個、十幾個、甚至幾十個成熟的卵子,進一步形成同樣數量的受精卵、胚胎。通過借腹懷胎,我們一次就可以產出幾個、十幾個、甚至幾十個良種小牛犢了。這種效率,是用自然懷孕、生產所不能比擬的。我國內蒙古地區的科學家,就用這個方法,培育了不少優秀的牛和羊,給國家創造了很多財富。
隻有雌兔(母兔)才能生下小兔,因此,為了能夠多產小兔,人們當然希望多要雌兔了。可是,生物的雌雄,是由什麼所決定的呢?原來,其性別是由細胞中的染色體所決定的。染色體有常染色體和性染色體之分,例如,兔子有22對染色體,其中21對為常染色體,其餘1對為性染色體。雄兔和雌兔的常染色體是相同的,隻是性染色體不同。如果一對性染色體中,每條都是X,即性染色體為XX,則為雌兔,如一對性染色體不同,一條為X,另一條為Y,即性染色體為XY,則為雄兔。
在兔子繁殖過程中,兔媽媽的卵子隻有一種X染色體(簡稱X卵子),而兔爸爸的精子則可能有兩種染色體:X和Y(簡稱X精子和Y精子)。這樣,當兔媽媽的卵子與兔爸爸的精子結合形成受精卵時,則有兩種情況:產生的一對染色體是XX,或者是XY。
若情況為前者,則所生的小兔為雌兔;若情況為後者,則所生的小兔為雄兔。
了解並掌握了這一規律之後,我們就可以人為地選擇雄兔和雌兔了。雌兔的卵子都是X的,決定小兔性別的,是看雄兔的精子是X還是Y與卵子結合。隻要我們多多選用X精子,而盡量不用Y精子,則受精、繁殖出來的小兔,則基本上為雌兔了。這就人為地控製了兔子的性別。
可是,怎樣才能使兔子的精子為X呢?生物家們已經發現了方法。由於X精子帶負電,Y精子帶正電,我們就可以將精液放入一個U形管中,在管的兩端加上電極,通上電流。那麼,在電流作用下,X精子則向正極流動,Y精子則向負極流動。這樣,在正極附近,基本上是X精子,與此相反,在負極附近,則基本上是Y精子。我們采用人工授精的方法,將正極附近的精子輸入到兔媽媽的陰道中,受精卵就基本上是XX了,所生下的小兔子,自然也基本上是雌兔子了。這樣,我們就能夠多生雌兔,多產小兔,再多生雌兔,再多生小兔……
一般來說,動物一生下來,就基本上確定了雄與雌。可是,有的時候母雞突然打起鳴來,公雞也有可能抱窩,下蛋。這就是生物學中的“性反轉現象”。也就是說,母雞變成了公雞,而公雞則變成了母雞。
在舊社會,有的人就會覺得,要大禍臨頭了。從生物學角度來看,然而,這實際上是一種正常的生理現象,並不意味著“吉”還是“凶”。當雞受精後剛處於胚胎階段時,是有著兩套生殖腺的,雌雄均有。當ZW染色體存在時,則精巢退化,卵巢發育起來,表現為雌性,反之亦然。如果由於種種原因,公雞患了某種疾病,它的精巢受到破壞,則它的一套被“閑置”的生殖腺就重新活動起來,性別就轉變為雌性了。染色體為ZZ時,家禽為雄性,與其它動物相反。
還有,黃鱔群中,一般身體強壯的是雄魚,其它的小鱔為雌魚,黃鱔是先當媽媽,後當爸爸。但是,當魚長大之後,就由雌魚自動轉變為雄性魚了。鱔魚的性反轉,其道理也是類似的。
害蟲是農業的大敵,有多少好年景,都被這些可惡的害蟲破壞了。害蟲破壞樹木、花卉、水果、蔬菜等作物的生長,吸家畜、家禽和我們人類的血液,傳播可怕的傳染性疾病,危害極大。那麼,怎樣才能消滅它們呢?
以前,人們使用各種化學農藥,試圖將它們殺死。可是,效果並不理想,這一代害蟲死了不少,可到了下一代,則不靈了。“適者生存”,留下來的害蟲,都是能適應農藥環境的,它們產生了抗藥性,同樣的藥物,已經殺不死它們了。再換一種藥,則基本上重複了一遍上麵的過程。而且,藥物殘留下來,又會使人畜受害。人工捕殺,效率又太低了。怎麼辦呢?最好是從根本上解決問題,讓害蟲斷子絕孫,不產生後代。
這種方法,就是依靠生物學方法,用一種特殊的東西,如射線或者化學物質來處理這些害蟲,使害蟲不能產生正常的精子或卵子,或者不能正常交尾,或雖然能正常交尾,卻不能產生正常的後代,就是讓它們“斷子絕孫”。
這殺滅害蟲的第一種方法,就是輻射法。通俗地說,就是給害蟲放上一顆“原子彈”。也就是說,用一定強度的X射線、γ射線或紫外線照射害蟲的卵、蛹等,使孵出的害蟲的基因或染色體已經發生了變化,生殖相應受到影響,雖然能正常交尾,但卻不能產生正常的卵子或精子了。使它們患“不孕症”或“不育症”。我們把在實驗室中受到過輻射的害蟲放到外麵去,它們與正常的害蟲相交尾,就不能產精子、卵子,或者產下的卵不能孵化為正常的害蟲了,這就使害蟲“無後”了。
我們已經在林業中,使用這一方法來消滅鬆毛蟲、粘蟲等害蟲,取得了明顯的效果。
這種方法,需要在實驗室中培育特殊的害蟲,再把它們送到外麵去,讓它毀掉別的害蟲,方法真不錯。還有沒有別的招數呢?能不能直接給害蟲放點“絕育藥”,使害蟲一吃,就不能生育呢?