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克隆羊和萌生树都有一样的病


为了说明一个尚未被重视的林学原理,这里借用动物克隆的一个案例。

1996年,世界上第一只用体细胞培育(clone)的动物——克隆羊多莉诞生了。当时轰动全世界。因为这项技术,为将来利用动物体细胞大批量复制动物用于商业目的,展现了希望。

当然很多人也由此想到了人的克隆。羊能克隆,人也许也可以。比如从你的身上取一个细胞,再培育一个与你一模一样的“你”。

但是,这第二个的“你”的起始年龄,却不是1岁,而是提取你的体细胞时你的年龄。如果是在你50岁时提取的,那么这第二个“你”的年龄基数是50+。假如你的天寿是100岁,那么他的寿命,再过50年也就结束了。所以鉴于伦理问题,全世界都严禁人的克隆。

我们还是说说那只克隆羊吧。多莉活到6岁时就死了。也就是它的寿命只有6岁。一般羊的寿命是12岁,多莉为什么只活到6岁呢?那是因为,那枚体细胞,是从一只已经6岁的羊身上提取的,因此多莉诞生的那一天,就已经是6岁+1天了。

动物克隆就是这样,克隆出来的个体,它的起始年龄,就是体细胞供体的年龄。为什么如此,到今天也没有搞清楚。研究发现是,多莉降生之初,科学家就发现它的DNA端粒偏短。而DNA端粒与衰老的进程相关。通常来说,随着年龄的增加,DNA端粒会逐渐变短。

假设人类已经大批量克隆动物,那么这些克隆动物的寿命一定会比自然生命体短。短到什么程度呢?假如多莉在4岁时又被提取了一次体细胞被培育成羊,那么用这个多莉第二的寿命,就只是2年。

 




图1    多利与克隆羊之父伊恩·威尔默特

 

克隆(clone英文、法文),不是生殖,严格地说,是复制。

我们的正题是植物。克隆的植物,其年龄也与多莉一样。从供体上剪下枝条、叶片、根段、芽尖,或者由老树桩上萌生出新植株,都继承了供体的年龄。

这种复制,在植物繁殖中比比皆是。

林业面临的极大的、普遍的风险,是意识不到克隆树木的年龄问题(就是克隆树木的老化问题)及其后果。

在我看来,这个问题时时处处地在给林业造成损失。换句话讲,如果我们的林学技术规避了树木无性起源带来的老化损失,森林,无论是天然林还是人工林的质量,绝不是现在这个样子。比如杨树、柳树,它们的寿命原本可以有800-1000年。但由于历代采条扦插,到现在,其新的繁殖体剩下的年龄可能只有几十年了。这样的杨柳树栽进地里,一般也就是活三五十年就会腐朽。

三北防护林的杨树,为什么会大批死亡?其原理就像多莉羊一样,也就是在此前的无数代采条扦插中,已经消耗了大部分的年龄,到我们所栽植的杨树,只剩40年寿命了。

在老树桩上重新萌生的树木,也是一种无性繁殖。这种无性繁殖的树木的年龄,也要加上老树桩的年龄。1953年政务院向全国推荐使用的大学教材《森林学》里有这样一段话:萌芽林的生物学年龄与日历年龄有区别,50年树桩上的一年生萌芽,它的年龄是51年。

由于树木的无性繁殖带来老化效应,树木会提前进入衰老期。它们会在提前出现的速生期很快消退之后,进入漫长的衰退期。在这个时期内,树木半死半活,立木心腐,主干溃烂。参见图2、图3.

 

图片2.png

图2    70-80年生的萌生栎类干材,

生长极慢,主干心腐(木兰供稿)

图3    萌生桦木已经心腐(胡雪凡供稿)

萌生林有很多弊端:

——速生-速死,随后就进入漫长的衰退。

——主干下段弯曲,难以长成用材。

——萌生树主干低矮,只能做下木。

——树木寿命短,生态系统不稳定。

动物克隆繁殖的研究已经停止。但是,树木的克隆繁殖(组培、扦插、萌生)司空见惯,克隆的树木同样表现出了短寿、多病等固有弊端。

农作物如果克隆繁殖一样会带来老化危害,以至于可以绝产。但我国农业上,30年前就开始推广“脱毒苗”了。所谓脱毒苗,就是经过幼化处理的种苗。脱毒苗,因为是在细胞团水平、甚至在分子水平上繁殖的,这有效的优化了繁殖材料。

谈到生物学上的高科技,我们不懂。但林业上, 搞清DNA端粒与衰老的进程相关性,解决优质材料的幼化技术,是否是未来的一个选题呢?

 


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