2022年04月08日 11:43
【科學快訊】
來源：把科學帶回家
撰文 蘇澄宇
說起核裂變，你第一個想到的一定是核武器。無疑，核武器是地球上最具威懾力的武器，自它誕生之初，人類長期面臨著核打擊的恐懼。
如果人類只將這類原子技術用於戰爭，那未免也過於悲哀，所以我們有了占世界能源來源10%左右的核電站。除此之外，人類還曾想用原子技術改造生物，為此打造了核輻射植物園。
布魯克海文伽馬植物園
20世紀50年代開始，紐約布裏克海文國家實驗室建造了「伽馬花園」，用來研究伽馬射線對植物的影響。伽馬射線是核裂變釋放的射線之一。這種射線波長在0.01納米下，穿透力很強，攜帶很高的能量，很容易造成生物體內細胞的DNA斷裂引起基因突變。
剛開始的幾年，研究的大多是分析輻射給植物帶來的影響，後面開始研究伽馬射線是否可以給植物帶來有益的基因突變。
其中的一些花園非常巨大，達到2萬多平米，通常花園都被布置成一個大圓同心圓，植物就種在其中。同一個物種種植在一小塊餅狀區域。
在花園的中心，放有一根含有放射性同位素（通常為鈷-60）的磁極，每天輻射約20小時。當研究人員進花園看結果時，他們會先通過遙控將輻射源沉入由鉛制成的地下掩體中，然後再穿過高圍欄進入植物園中心周圍，檢查在輻射中心周圍的植物。
伽馬植物園的輻射源構造
通常那些離輻射源最近的植物會直接死亡，即便活下來的也會發育不良或長滿腫瘤。而位於圓圈邊緣周圍的植物一般看起來很正常，當然光從外表看肯定不行，他們還會進一步檢查是不是真產生了有益的突變，看看個頭是不是變大了，味道是不是更美味了。
高中生物告訴我們基因突變在活體細胞一直都有存在，只是大多數時候發生的頻率很低。而通過一些外在因素，比如輻射就會加速突變的過程，增加突變的頻率。
當時的科學家認為通過輻射可以加速物種的進化，然後創造出更能經受住惡劣生長條件和疾病的作物，甚至認為他們的工作可以結束全球饑荒，把世界變成一個微笑的伊甸園。
不只是美國，到了50年代後期，類似的輻射實驗在挪威、瑞典、哥斯達黎加、蘇聯都有在做。其中大多都是由政府和大學主導的，而還有一小部分則是由那些好奇的市民來做的。
輻射種子的廣告
當時，一個田納西州的口腔外科醫生 CJ · 斯皮亞斯（CJ Speas）在自家後院建了一個小地堡，每天在那裏拿著從政府那裏搞到的放射源照射種子。照完之後，把這些種子賣給園藝師或者有科學作業在身的小孩子。
買他家種子的有一個大客戶，一位名叫穆裏爾 · 霍沃思（Muriel Howorth ）的英國園藝師。她在1959年創立了原子園藝協會，想讓普通人也參與輻射實驗。
穆裏爾 · 霍沃思
拿到種子後，她把這些輻射過的種子分發給協會成員，讓它們種植培育這些種子，然後將種植的數據匯報給她。
原子園藝協會成員
剛開始大家參加得都很踴躍，但慢慢地就失去興趣了。其中主要原因就是大多數時候都看不到什麼肉眼可見的變化。本來基因突變產生外表的形狀改變就是很難發生的，還要產生對人類有利的改變就是難上加難。另外，有些改變可能是比較細微的，普通人沒經過科學訓練，也沒有相應的科學技術壓根不可能發現這些變化。
原子園藝協會實驗報告模板
隨著時間的推移，輻射植物園逐漸淡出了公眾視野。盡管如此，通過輻射得到基因改良植物的研究並沒有消失。
在日本有一個輻射育種研究所，裏面的輻射植物園為半徑100米的同心圓，輻射源也是鈷-60。
日本輻射育種研究所
比如下面圖中左側的牽牛花就是研究所的輻射育種成果，右側是正常的牽牛花。
國際原子能機構和聯合國糧食及農業組織也有類似的育種小組，專門進行輻射育種研究。
之所以輻射育種沒有消失，是因為輻射育種技術相對於基因編輯技術便宜。除了成本不一樣，輻射育種和基因編輯原理也不一樣，輻射僅會改變現有的DNA，而不會引入任何新的遺傳物質，輻射作物本身不具有放射性。重點是，通過輻射確實創造出了挺多有利變異的植物。
不管你信不信，如今已經有超過2000種農作物品種進入到全球食物系統中。在美國德州，一種通過輻射基因改良的裏約星葡萄柚占所有葡萄柚的75%，該品種號稱最甜葡萄柚。在越南，種植的大豆約有一半是突變品種。
最左側為裏約星葡萄柚，和普通葡萄柚相比，果肉更紅
如今，通過輻射育種的作物依舊存在，為什麼沒什麼人關注了？因為大眾的關注點都轉移到了轉基因作物上……
