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泥土中的奇妙合作

泥土中的奇妙合作

有設計者嗎?

泥土中的奇妙合作

▪ 在泥土中,有些植物跟細菌會以奇妙的方式互相配合,延續生命,實在令人驚訝。

請想想:氮對於植物的生長和繁衍至為重要。但氮氣要被植物吸收,就須先轉變成氨之類的化合物才可以。為了解決這個問題,豆莢就和一種叫根瘤菌 的細菌互相合作。這種不同生物體的互利合作就叫做共生。

豆莢利用一種特別的化學品,把細菌吸引到它的根部,而細菌就從根部進入豆莢。《博物學》雜誌(英語)指出,雖然細菌和植物分屬不同的生物圈,卻合作「組成一個基本上是新的『器官』:一個能完全運作,帶氮的根節結」,也就是豆莢和細菌的新家園和新作坊,細菌在裡面開始工作。不過,細菌要有效地發揮作用,卻不能缺少一個主要的工具,就是一種很特別的酶,叫固氮酶的蛋白質。豆莢在泥土氣泡中取得的氮,須要加入這種酶,才可以轉變成氮化合物。

《博物學》雜誌說:「地球上所有的固氮酶加起來……也只能填滿一個大桶子」,所以每一個固氮酶都不能浪費!這又產生一個問題,酶一接觸到氧氣就失去功用。怎麼辦呢?豆莢會產生一種特別的物質,要是氧氣企圖闖進節結,這種物質就會把可能對節結有害的氧氣拿掉。

節結包著一層膜,這層膜的設計是調控豆莢和細菌之間的氨、糖和其他養分交換的機制。豆莢跟所有植物一樣,生命都有結束的一天。它們枯萎之後,氨仍舊留在泥土裡。因此豆莢也有「綠肥」的稱譽。

你認為怎樣?細菌和它的植物搭擋,有可能自行「發明」出這個奇妙、複雜得難以置信的維生系統嗎?抑或這的確證明有一個設計者呢?

[第25頁的圖片]

一個根節結

[第25頁的圖片鳴謝]

背景:© Wally Eberhart/Visuals Unlimited; 小圖:© Dr. Jack M. Bostrack/Visuals Unlimited