解密電影《阿凡達》：植物會發(fā)光、和人說話？

　　真的有會發(fā)光的植物嗎？花草可以和人說話交流嗎？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，植物是否會真的得“巨人癥”……

　　影片《阿凡達》帶來對“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，其實，這些令人嘆為觀止的美妙植物，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(zhàn)爭機器

　　這些都是疑問。不過，如果你閱讀了植物學家為《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聽科學家喂養(yǎng)花草的故事，那么，你就找到了答案。

　　植物學家忙著“招供”

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

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

　　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。在書里，美國加州大學河濱分校的植物學和植物科學部主席朱迪·霍爾特等一幫為電影做科學設(shè)計的科學家們，紛紛出來“招供”。

　　在專訪被問及“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，朱迪說：“并非這樣，我想說的是關(guān)于對環(huán)境的適應(yīng)，包括大氣、土壤和重力�！�

　　CO2讓植物患巨人癥

　　朱迪學的是雜草學，但現(xiàn)在教學的是植物學，她所研究的主要課題目前是植物間的交流。他們的實驗室，就是行走在世界各地尋找“會說話的植物。”為了滿足大家的好奇心，在《阿凡達：生存指南》中，她對潘多拉星球的植物進行了分類。

　　“漂浮的希望樹種子，其實借鑒了海洋中的水母造型，讓它們成了‘空中水母’。”這是電影開始后最燦爛的一筆；而第一個出場的，是一種類似含羞草一樣發(fā)著粉紅光芒的“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)覺自己被觸碰時立即收縮，其實，它是一種食蟲植物”；而被地球人炸毀的高大榕樹，它的造型，取自人們熟悉的“蘇鐵”；還有，電影中，留著長長“胡須”，在救人時發(fā)光的，其實來自“鬼面樹”……

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

　　朱迪對此解釋：“潘多拉星球上有著惡劣的空氣，其中高濃度的二氧化碳，讓人不能直接呼吸。同時，空氣中大量的硫化氫等污染氣體，還會導致強大的磁場。在這種環(huán)境，對于植物進化來說，就會使它們患上‘巨人癥’。”因此，這種寓意也有一點現(xiàn)實基礎(chǔ)：地球上的二氧化碳濃度正在升高。

　　植物園有發(fā)光植物

　　聽完了植物學家的“招供”，回到現(xiàn)實，這么多的植物中，當真會有夜晚發(fā)光的植物嗎？南京中山植物園研究多漿多肉植物的專家耿蕾，盡管還沒有看過《阿凡達》，但聽完記者對電影里森林的描述，她說一定要去看，并且告訴記者，她現(xiàn)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”，它們都來自南非。耿蕾告訴記者，這兩種蘆薈2007年時來南京，前一種她事先就知道到了夜晚會發(fā)光，而后一種是晚上加班時的偶然發(fā)現(xiàn)。

　　她說，“那天晚上準備走了，關(guān)了溫室里的燈，就發(fā)現(xiàn)密密麻麻的小白光從草叢里閃出來�！币婚_始，她以為是沙土，但走到跟前，才發(fā)現(xiàn)是唐力士身上那些半透明狀的白刺發(fā)出來的光�！捌鋵�，這兩種自身會發(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，種的時候會加一些石灰在土壤里，不然它們會腐爛。”

　　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，就會在黑暗里發(fā)出光來�！皩嶋H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，確實會發(fā)光�！彼�說，比如一些在海邊生長的仙人球。

　　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，為了培育出“發(fā)光植物”，美國加州大學的生物學家就完成了這項生物克隆。

　　加州大學的生物學家，用的是一種特殊的內(nèi)切割酶嫁接技術(shù)。他們把螢火蟲細胞核內(nèi)的發(fā)光基因“剪”下來，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)過培養(yǎng)再讓它感染煙草植株。這些植物長成后，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，這藍光，只能在儀器下看到。

　　而2003年時，國內(nèi)某大學的生物科學家，在草花、鮮切花上進行試驗，用添加熒光酶的方式，來水培這些植物。結(jié)果是發(fā)光了，但時間短、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(gòu)想，改成了綠色。

　　耿蕾說，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，但植物隨時都要進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，就會導致對整個植株代謝的危害與局部的傷害。

　　植物“說話”靠無聲的抗議

　　在潘多拉星球上，納威人可以用辮子和動物、植物直接交流�，F(xiàn)實里，人們可以和植物說話嗎？耿蕾告訴記者“當然”。她說，“植物是有語言的，只不過我們了解得太少�！�

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

　　而另外的“對話”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咬刺痛，它會馬上“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，告訴周圍的伙伴提防蟲子。

　　雖然科學家對植物說話還沒有太全面的了解，不過，《阿凡達》里的格蕾絲·奧古斯汀博士，卻代表所有植物學家的決心：即使在自己將死的時刻，睜開眼睛看到“希望樹”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

　　事實上，《阿凡達》的導演卡梅隆還是美宇航局的科學顧問，參與研究用于火星探測任務(wù)的相機，他對待科學的態(tài)度素來嚴謹，《阿凡達》中所展現(xiàn)的先進技術(shù)場景也就不足為奇。

　　靈魂出竅體驗

　　《阿凡達》描述：借助先進的界面設(shè)備，人類可以采用“心靈感應(yīng)”之術(shù)“驅(qū)動”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，加入了這個計劃。對于杰克來說，這個悲劇性事件的確給了他一絲安慰：由于在戰(zhàn)爭中受傷，他只能依靠輪椅行動，而現(xiàn)在，通過他的化身，杰克恢復了行動能力。

　　科學事實：為實現(xiàn)《阿凡達》中所描述的景象，科學家曾實施了大量研究，試圖將生物“濕件”(一種模仿生物系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)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上就是，賦予像杰克這樣的殘疾人以活動能力。

　　美國杜克大學神經(jīng)系統(tǒng)學家尼古萊利斯是一個多國科學家參與的研究計劃“重新行走項目”的首席科學家，該項目正在開發(fā)外骨骼“神經(jīng)假體”設(shè)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(xiàn)了迄今此類技術(shù)中最強有力的證明。

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

　　重機械外骨骼戰(zhàn)爭機器

　　《阿凡達》描述：為了工作、戰(zhàn)斗和穿越“潘多拉”雨林地區(qū)，人類穿上了“增強機動平臺”(簡稱AMP)服。從這臺機器的座位上，操作人員手臂和胳膊的活動會傳遞給AMP服的外部肢體，得到“增強”。操作人員擺動手臂，擺幅雖只有幾英寸，但AMP服相應(yīng)的金屬臂卻可揮動周長10英尺(約合3.05米)的圓弧。AMP服會讓操作人員變身“大力神”，對于太空海軍陸戰(zhàn)隊員來說，手提龐大的30毫米自動大炮參加戰(zhàn)斗，就如一個人扛步槍般輕松。

　　科學事實：幾十年來，美國軍方一直在開發(fā)有動力裝置的外骨骼服，可以讓士兵攜帶重型裝備參加行動，幫助實施救援任務(wù)、工程作業(yè)、受傷康復。2000年以來，美國國防部高級研究計劃局根據(jù)“增強人類性能的外骨骼”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原理可以讓使用者數(shù)百次舉起200磅(約合90公斤)的重物也絲毫不覺得累，而且用起來非常便捷，使用者可以自如地爬樓梯或踢足球。XOS的一個重要缺陷是需要獨立驅(qū)動。眼下，XOS仍需要一個外部電源。麻省理工學院、加州大學伯克利分校和本田汽車等機構(gòu)和企業(yè)的研究小組正在開發(fā)適于下肢使用的類似機器。