解密電影《阿凡達》：植物會(huì )發(fā)光、和人說(shuō)話(huà)？

　　真的有會(huì )發(fā)光的植物嗎？花草可以和人說(shuō)話(huà)交流嗎？植物的種子可以像水母一樣飄在天空然后落腳繁殖嗎？當大氣中的二氧化碳多到必須戴面具呼吸，植物是否會(huì )真的得“巨人癥”……

　　影片《阿凡達》帶來(lái)對“綠色星球”的一切幻想，當你坐在影院，對潘多拉星球上郁郁蔥蔥、奇妙的森林發(fā)出驚嘆時(shí)，其實(shí)，這些令人嘆為觀(guān)止的美妙植物，就生活在你的身邊。

　　潘多拉星球上的奇妙生物

　　靈魂出竅體驗

　　重機械外骨骼戰爭機器

　　這些都是疑問(wèn)。不過(guò)，如果你閱讀了植物學(xué)家為《阿凡達》創(chuàng )作的《生存指南》；如果你到南京中山植物園溫室館聽(tīng)聽(tīng)科學(xué)家喂養花草的故事，那么，你就找到了答案。

　　植物學(xué)家忙著(zhù)“招供”

　　就像男主角杰克初次到達潘多拉星球時(shí)，被許多如發(fā)光水母一樣的“希望樹(shù)”種子包圍，《阿凡達》從一開(kāi)始，就把森林里的奇妙美景用幻想來(lái)實(shí)現。

　　可以當房子居住的參天巨樹(shù)、色彩斑斕神氣活現的茂密雨林、到了晚上還會(huì )發(fā)出光芒的花草、蘑菇……當這個(gè)“奇幻花園”在去年12月出現在北美的電影院時(shí)，引起了無(wú)數觀(guān)眾的好奇。人們跑到《阿凡達》的電影網(wǎng)站留言：哪里來(lái)的這么多奇怪植物？能不能打造一個(gè)“潘多拉莊園”，讓大家不用去熱帶雨林，就能體會(huì )保護雨林的快樂(lè )？

　　由于對森林的描繪太美妙，在12月中旬，導演卡梅隆推出了《阿凡達：生存指南》這本科普書(shū)。在書(shū)里，美國加州大學(xué)河濱分校的植物學(xué)和植物科學(xué)部主席朱迪·霍爾特等一幫為電影做科學(xué)設計的科學(xué)家們，紛紛出來(lái)“招供”。

　　在專(zhuān)訪(fǎng)被問(wèn)及“地球上的植物在150年以后，是不是就是如你所描繪的那樣”時(shí)，朱迪說(shuō)：“并非這樣，我想說(shuō)的是關(guān)于對環(huán)境的適應，包括大氣、土壤和重力�！�

　　CO2讓植物患巨人癥

　　朱迪學(xué)的是雜草學(xué)，但現在教學(xué)的是植物學(xué)，她所研究的主要課題目前是植物間的交流。他們的實(shí)驗室，就是行走在世界各地尋找“會(huì )說(shuō)話(huà)的植物�！睘榱藵M(mǎn)足大家的好奇心，在《阿凡達：生存指南》中，她對潘多拉星球的植物進(jìn)行了分類(lèi)。

　　“漂浮的希望樹(shù)種子，其實(shí)借鑒了海洋中的水母造型，讓它們成了‘空中水母’�！边@是電影開(kāi)始后最燦爛的一筆；而第一個(gè)出場(chǎng)的，是一種類(lèi)似含羞草一樣發(fā)著(zhù)粉紅光芒的“蘑菇”，“蘑菇的花瓣為紅色螺旋葉片，它能達到三四米高，并在發(fā)覺(jué)自己被觸碰時(shí)立即收縮，其實(shí)，它是一種食蟲(chóng)植物”；而被地球人炸毀的高大榕樹(shù)，它的造型，取自人們熟悉的“蘇鐵”；還有，電影中，留著(zhù)長(cháng)長(cháng)“胡須”，在救人時(shí)發(fā)光的，其實(shí)來(lái)自“鬼面樹(shù)”……

　　所以，電影里出現的所有植物，其實(shí)都來(lái)自地球�！芭硕嗬�星球上出現的這些植物，為什么造型都會(huì )如此奇特。另一方面，這些植物被‘放大’，比現實(shí)中大出數十倍，如同得了巨人癥一樣�！边@是最讓人們好奇的一點(diǎn)。

　　朱迪對此解釋?zhuān)骸芭硕嗬�星球上有�?zhù)惡劣的空氣，其中高濃度的二氧化碳，讓人不能直接呼吸。同時(shí)，空氣中大量的硫化氫等污染氣體，還會(huì )導致強大的磁場(chǎng)。在這種環(huán)境，對于植物進(jìn)化來(lái)說(shuō)，就會(huì )使它們患上‘巨人癥’�！币虼�，這種寓意也有一點(diǎn)現實(shí)基礎：地球上的二氧化碳濃度正在升高。

　　植物園有發(fā)光植物

　　聽(tīng)完了植物學(xué)家的“招供”，回到現實(shí)，這么多的植物中，當真會(huì )有夜晚發(fā)光的植物嗎？南京中山植物園研究多漿多肉植物的專(zhuān)家耿蕾，盡管還沒(méi)有看過(guò)《阿凡達》，但聽(tīng)完記者對電影里森林的描述，她說(shuō)一定要去看，并且告訴記者，她現在“服侍”的兩種蘆薈，夜里就能發(fā)光。

　　一種叫“不夜城”，另一種叫“唐力士”，它們都來(lái)自南非。耿蕾告訴記者，這兩種蘆薈2007年時(shí)來(lái)南京，前一種她事先就知道到了夜晚會(huì )發(fā)光，而后一種是晚上加班時(shí)的偶然發(fā)現。

　　她說(shuō)，“那天晚上準備走了，關(guān)了溫室里的燈，就發(fā)現密密麻麻的小白光從草叢里閃出來(lái)�！币婚_(kāi)始，她以為是沙土，但走到跟前，才發(fā)現是唐力士身上那些半透明狀的白刺發(fā)出來(lái)的光�！捌鋵�(shí)，這兩種自身會(huì )發(fā)光的植物，和它們從土壤中吸收的成分有關(guān)。由于它們都喜歡磷肥，種的時(shí)候會(huì )加一些石灰在土壤里，不然它們會(huì )腐爛�！�

　　所以，吸收了大量磷的成分和鈣質(zhì)，植物葉面上那些角質(zhì)層上的白刺，就會(huì )在黑暗里發(fā)出光來(lái)�！皩�(shí)際上，大葉片的植物由于喜歡氮肥，所以都不發(fā)光，但角質(zhì)層比較厚的那些植物，如大戟科的一些植物，確實(shí)會(huì )發(fā)光�！彼�說(shuō)，比如一些在海邊生長(cháng)的仙人球。

　　人工發(fā)光影響植物光合

　　《阿凡達》中的發(fā)光植物太多，導致到了晚上，森林就一片璀璨。其實(shí)，為了培育出“發(fā)光植物”，美國加州大學(xué)的生物學(xué)家就完成了這項生物克隆。

　　加州大學(xué)的生物學(xué)家，用的是一種特殊的內切割酶嫁接技術(shù)。他們把螢火蟲(chóng)細胞核內的發(fā)光基因“剪”下來(lái)，并用聯(lián)接酶將其“縫合”到一種作為移植媒介的細菌身上，經(jīng)過(guò)培養再讓它感染煙草植株。這些植物長(cháng)成后，就成了一株株發(fā)光植物，夜晚降臨，它們就發(fā)出一片紫藍色的熒光。不過(guò)，這藍光，只能在儀器下看到。

　　而2003年時(shí)，國內某大學(xué)的生物科學(xué)家，在草花、鮮切花上進(jìn)行試驗，用添加熒光酶的方式，來(lái)水培這些植物。結果是發(fā)光了，但時(shí)間短、亮度低，而且鮮切花也死得快。所以，朱迪·霍爾特也摒棄了電影里植物發(fā)藍光的構想，改成了綠色。

　　耿蕾說(shuō)，在植物的表面浸泡或噴灑熒光素或夜光粉，讓這些物質(zhì)吸附于有生命植物的表面。這雖能達到好的發(fā)光效果，但植物隨時(shí)都要進(jìn)行與外界的能量與氣體交換，噴灑浸泡后的植物或花朵表面的氣孔被堵塞，就會(huì )導致對整個(gè)植株代謝的危害與局部的傷害。

　　植物“說(shuō)話(huà)”靠無(wú)聲的抗議

　　在潘多拉星球上，納威人可以用辮子和動(dòng)物、植物直接交流�，F實(shí)里，人們可以和植物說(shuō)話(huà)嗎？耿蕾告訴記者“當然”。她說(shuō)，“植物是有語(yǔ)言的，只不過(guò)我們了解得太少�！�

　　她舉例說(shuō)：“我們說(shuō)我們在館里面種生石花，一開(kāi)始把它種在大戟科植物的旁邊，而大戟科一些植物是會(huì )釋放毒素的。幾天下來(lái)，生石花就爛掉了。這兩種植物都在抗議，告訴我們應該怎么栽培。雖然它們不張口說(shuō)話(huà)，但我們知道這是無(wú)聲的抗議�！�

　　而另外的“對話(huà)”是在植物之間，植物和鄰居“私下聯(lián)絡(luò )”，比如仙人球突然感到自己被蟲(chóng)咬刺痛，它會(huì )馬上“招呼”旁邊的伙伴，釋放出一種揮發(fā)性的茉莉酮酸，這是一種“體味”信號，告訴周?chē)�的伙伴提防蟲(chóng)子。

　　雖然科學(xué)家對植物說(shuō)話(huà)還沒(méi)有太全面的了解，不過(guò)，《阿凡達》里的格蕾絲·奧古斯汀博士，卻代表所有植物學(xué)家的決心：即使在自己將死的時(shí)刻，睜開(kāi)眼睛看到“希望樹(shù)”的光芒，她想到的也是：“我得采集些樣本回去�！�

　　《阿凡達》背后的科學(xué)

　　事實(shí)上，《阿凡達》的導演卡梅隆還是美宇航局的科學(xué)顧問(wèn)，參與研究用于火星探測任務(wù)的相機，他對待科學(xué)的態(tài)度素來(lái)嚴謹，《阿凡達》中所展現的先進(jìn)技術(shù)場(chǎng)景也就不足為奇。

　　靈魂出竅體驗

　　《阿凡達》描述：借助先進(jìn)的界面設備，人類(lèi)可以采用“心靈感應”之術(shù)“驅動(dòng)”化身，令其像納威人一樣體驗潘多拉的環(huán)境。男主角杰克·薩利在雙胞胎兄弟死后，加入了這個(gè)計劃。對于杰克來(lái)說(shuō)，這個(gè)悲劇性事件的確給了他一絲安慰：由于在戰爭中受傷，他只能依靠輪椅行動(dòng)，而現在，通過(guò)他的化身，杰克恢復了行動(dòng)能力。

　　科學(xué)事實(shí)：為實(shí)現《阿凡達》中所描述的景象，科學(xué)家曾實(shí)施了大量研究，試圖將生物“濕件”(一種模仿生物系統及結構的智能程序)融入機械硬件。對人機界面研究的部分目標事實(shí)上就是，賦予像杰克這樣的殘疾人以活動(dòng)能力。

　　美國杜克大學(xué)神經(jīng)系統學(xué)家尼古萊利斯是一個(gè)多國科學(xué)家參與的研究計劃“重新行走項目”的首席科學(xué)家，該項目正在開(kāi)發(fā)外骨骼“神經(jīng)假體”設備，這套裝置可以披在癱瘓者的身體上，從大腦接收指令。去年，尼古萊利斯及其同事展現了迄今此類(lèi)技術(shù)中最強有力的證明。

　　在位于北卡羅來(lái)納州的實(shí)驗室，研究人員訓練一只獼猴在跑步機上直立行走。接著(zhù)，他們從插在獼猴腦部的電極獲取神經(jīng)信號，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將這些信號連同視頻一起發(fā)給日本的實(shí)驗室。在這個(gè)實(shí)驗室，一個(gè)機器人可以隨獼猴做出同樣的動(dòng)作。

　　重機械外骨骼戰爭機器

　　《阿凡達》描述：為了工作、戰斗和穿越“潘多拉”雨林地區，人類(lèi)穿上了“增強機動(dòng)平臺”(簡(jiǎn)稱(chēng)AMP)服。從這臺機器的座位上，操作人員手臂和胳膊的活動(dòng)會(huì )傳遞給AMP服的外部肢體，得到“增強”。操作人員擺動(dòng)手臂，擺幅雖只有幾英寸，但AMP服相應的金屬臂卻可揮動(dòng)周長(cháng)10英尺(約合3.05米)的圓弧。AMP服會(huì )讓操作人員變身“大力神”，對于太空海軍陸戰隊員來(lái)說(shuō)，手提龐大的30毫米自動(dòng)大炮參加戰斗，就如一個(gè)人扛步槍般輕松。

　　科學(xué)事實(shí)：幾十年來(lái)，美國軍方一直在開(kāi)發(fā)有動(dòng)力裝置的外骨骼服，可以讓士兵攜帶重型裝備參加行動(dòng)，幫助實(shí)施救援任務(wù)、工程作業(yè)、受傷康復。2000年以來(lái)，美國國防部高級研究計劃局根據“增強人類(lèi)性能的外骨骼”項目，資助了各種各樣的研究，包括對雷神薩柯斯研究團隊的支持。他們開(kāi)發(fā)的機器名為“XOS”，重150磅(約合70公斤)，可以安在人的手臂、胳膊和背部。

　　這套鋁制機器人裝置的水力學(xué)原理可以讓使用者數百次舉起200磅(約合90公斤)的重物也絲毫不覺(jué)得累，而且用起來(lái)非常便捷，使用者可以自如地爬樓梯或踢足球。XOS的一個(gè)重要缺陷是需要獨立驅動(dòng)。眼下，XOS仍需要一個(gè)外部電源。麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)伯克利分校和本田汽車(chē)等機構和企業(yè)的研究小組正在開(kāi)發(fā)適于下肢使用的類(lèi)似機器。