下麵介紹使害蟲“斷子絕孫”的第二種方法,就是直接讓它們“絕育”。現在,已經研製出了許多“絕育藥”,如:“不育胺”、“不育特”、“絕育磷”等。將這些藥物在害蟲經常出沒的地方進行噴灑,就能使染上此藥的害蟲不育了。

其實,讓害蟲“斷子絕孫”還有第三個方法。如果讓害蟲永遠長不大,不能性成熟,它們也就不能繁殖下一代了。科學家們已經研製出了一種名叫“保幼激素”的物質,它能夠使害蟲永遠保持在幼蟲階段,老也長不大。這當然就談不上“子”與“孫”了。

此外,還有第四個方法,讓害蟲“打光棍”。也就是用性引誘劑引誘雄(雌)性害蟲,使之上當受騙,找不到對象,見不到真正的雌(雄)性害蟲,不能進行交尾。

隨著科學的發展,人們又發現了更多、更好的消滅害蟲的方法。在殺滅害蟲這一方麵,生物學家也是盡能盡力的。美國生物學家就利用生物工程來防止農作物的病蟲害,這就是消滅害蟲的第五個方法——生物工程方法。他們在穀物種子上的表麵存放上一種特殊的工程菌,也就是經過基因工程技術處理的細菌,這種細菌就會隨著種子的發芽生長在穀物根部。這種細菌能夠製造殺死黑夜盜蛾的毒素,一旦害蟲啃咬穀物根部,就會中毒身亡。看,這個方法多棒啊!

另一些美國科學家則采用更直接的方法,將製造殺死黑夜盜蛾毒素的基因直接轉移到煙草細胞中去,培育出一種防止害蟲的煙草。同樣,隻要害蟲一咬煙草的幼苗,害蟲就會死亡。這就省去用農藥噴灑的工作了,這既省事,又能提高煙草的質量,真是方便極了。

人們為了使莊稼高產,就要給它們“多吃好吃的”,用各種肥料,多提供氮、磷、鉀等營養元素。“莊稼一枝花,全靠肥當家”,就是這個道理。然而,化肥不但生產成本較高,而且有“副作用”,對土壤有破壞作用。實驗表明,大量使用化肥,會減少土壤中的有機質,降低其肥力。要是能讓莊稼自己生產肥料,供自己使用,做到“自食其力”,自給自足”,就好了。在農業領域上,生物遺傳工程的一個重要課題之一,也就是如何使水稻、小麥、玉米等莊稼“自己搞飯吃”,自己生產化肥。

在各種肥料中,需要量最大、最為重要的要算氮肥了。它是構成蛋白質和核酸的重要成分。空氣中有著豐富的氮(氮氣在空氣中所占的比例為78%),莊稼如果能利用空氣中的氮氣,自己生產氮肥,那該有多好啊!

空氣中的氮雖然很多(占空氣總量的78%),但對許多莊稼作物來說,就像大海中的水一樣,是無法直接供飲用的,氮氣中的氮以氮分子的形式存在,不能被一般作物直接利用。在各種作物中,隻有花生、大豆等豆科植物,能夠利用自己身上的“小包包”——大名叫根瘤菌,把空氣中的氮氣轉變成可以被植物吸收的氮,從而把大氣中的氮固定下來。這就叫“生物共生固氮”。在大豆的根上,有許多小小的疙瘩,就是根瘤菌的“氮肥合成車間”。據統計,每畝土地的根瘤菌,一年大約能製造二十多公斤氮肥。此外,還有一種叫作“非共生固氮菌”的菌,它也可以直接把氮氣轉變成氮肥。還有些藻類也能固氮。如寄居在“滿江紅”綠肥體內的項圈藻等。

經過一番仔細的研究,科學家們發現,細菌、藻類之所以能固氮,是因為它們有一套固氮基因,以及固氮必需的遺傳密碼。根據遺傳工程學知識,我們能不能對固氮菌進行研究,從而發現固氮機理呢?甚至把固氮密碼直接轉移給植物細胞,實現植物細胞的自身固氮呢?

實驗證明,這是可能的。比如,英國科學家用限製性內切酶切割質體,已經把一種固氮細菌的基因,轉移給另一種本來不能固氮的細菌中,使這種細菌也具有固氮能力了。還有的科學家把一種固氮菌引入胡蘿卜的細胞,又把豇豆根瘤菌引入小麥和油菜的細胞,使雙方結成合作夥伴,能夠作到“互通有無”,形成一種共生關係。

但是,要使糧食作物也具有固氮能力,還有許多問題沒有解決,如目前還未找到能轉移用的酶和載體,固定氮需要特定的缺氧條件,還沒有搞清楚。如果這一研究取得完全成功,每種作物就都能夠自身進行固氮了,也就等於讓每個植物有了一座小型氮肥廠,種莊稼就不要人給它們施用氮肥了。這樣,既能增產,還可以節約能源,保護環境,作到一舉三得。

“小耗子,上燈台,偷油吃,下不來”,這是一個有趣的兒歌。它說明了油的珍貴。油,固態時,叫作脂,一般來自動物或者植物,如豬油,牛肉,花生油,豆油,等等。可是,作為低等生物的細菌,竟然也能夠產油,開上“榨油房”,這可真是一件新鮮事。由於食用(製糕點)、工業上(如製肥皂),都需要大量的油脂,因此,許多國家油脂的供應量嚴重不足,這就製約著這些國家的發展。隨著世界上人口的劇烈增加,油脂產量更難滿足需要。為了解決油脂的供不應求的難題,生物學家開始從微生物身上動開了腦筋。一分耕耘一分收獲,現在,生物學家已取得了一些成績,給人類獲取食油帶來了希望。

例如,在加拿大多倫多大學舉辦的生物能量轉化會議上,一位生物科學家發表了自己研究成果。這位科學家從天然氣井周圍的土壤中,發現並分離出了一種節杆菌。它就能夠利用陽光和二氧化碳合成油脂。經過人工培養,出來的大量菌體的細胞中,油脂的含量高達85%以上。

采用細胞中的油脂可以用溶劑萃取法,就能將油脂收集出來。培養1噸菌體,就可以收獲800多公斤的油脂。這種油脂,完全可以供食用,其主要成分是不飽和脂肪酸單甘油酯和不飽和脂肪酸三甘油酯的混合物,質量大超過了主要成分為飽和脂酸甘油脂的豬油,味道可與花生油相媲美,確實是一種優質的、可供食用的油脂。

這樣,不需要養豬,種地,隻要利用取之不盡的陽光、二氧化碳,以及一些糖類,就可以大量培養這種節杆菌,盡而生產油脂了。這既不需占用土地、飼料,又不需要大量勞動力,和工廠生產是一樣的。這樣,隻用幾天時間,就可以收獲一批油脂,與從動、植物中獲取油脂比起來,不但周期短,而且產量大,成本低,幾乎沒有汙染,前景十分誘人。

用微生物生產高質量油脂,是生物工程的一大成就。隨著生物學的發展,人們會找到油脂產量更高的細菌的。找到了能生產油脂的微生物後,就可以通過基因工程,把能這種高產油脂的基因轉移到其它微生物身上。這樣,生產油脂的產量和品種就會更多了。到那時,微生物油脂的生產工廠化,人類就能夠充分利用有限的土地,來生產糧食。

生物學家通過研究發現,不但細菌能生產出油脂,而且還能生產蛋白質呢。首先,它能夠大量生產單細胞蛋白,供動物以至於人類食用。我們隻要多培養這種細菌,就能夠大量生產蛋白質,供食用了。根據有關曆史資料,由於形勢所迫,在50多年前的第二次世界大戰期間,德國就試圖生產單細胞蛋白,也就是利用細菌來生產蛋白質,以便生產糧食和代用品。

我們現代要選擇的細菌,除了產量高外,還要味道好(核酸含量少),分離和收集相對容易一些。綜合以上幾個條件,以酵母菌為好。酵母菌的量平均兩個小時就翻一番,比動物、植物都要快得多,營養又很豐富,是良好的單細胞蛋白來源,它的蛋白質含量,可達45%—55%(幹重),同時,又含有豐富的維生素、脂肪和礦物質。值得進行大規模工業生產。

使用細菌生產單細胞蛋白,原料來源豐富,成本低廉,設備簡單,不占土地,適合工廠化生產的要求。

當然,一些問題還沒有最後解決。與真正的、來自動物或植物的蛋白質相比較,單細胞蛋白的口味較差,一些培養基中可能帶有致癌因子,這種蛋白質隻能先作為飼料使用。這一問題,還需要生物學家繼續加以研究。

生物體主要是由有機物構成的,碳、氫、氧、氮這4種元素就占據了絕大的部分,蛋白質、脂肪、糖類、各種輔酶等基本上是有機物化合物。在生物體內有沒有金屬元素呢?有人可能這樣回答:沒有。誰見過“鋼筋鐵骨”的人呢?鋼筋鐵骨隻不過是形容一個人意誌堅強而已。

然而,科學家告訴我們,生物體是含有金屬元素的,隻不過含量極少,而且金屬元素絕大部分以化合狀態存在,或者更進一步地說,許多金屬元素是與有機物基團結合在一起的,而不是以單質存在。例如,人體中所含鐵元素的量隻有幾克重,主要存在於血液和肝髒中,這些鐵元素如果被還原為單質形式存在,隻相當於一隻小鐵釘。我們不要小看這隻“小鐵釘”,它的用處可大了,缺一點也不成。有一位12歲的初一學生,在第二學期開學之後,逐漸變得麵黃肌瘦,弱不禁風,身體極易疲勞。化驗血液之後才發現是患了貧血病,這多可怕呀!