大多数植物的种子需要借助外力来进行传播,在风、水、动物等几种传播媒介中,动物的传播成功率是最高的。而动物中最主要的“传播员”为鸟类,因为它们能飞,可将种子传播得较远,所以,很多植物都倾向与它们建立合作关系。但鸟类的饭量不小,且进食频率又较高,对于大多数木本植物来说,只能每年“宴请”一次。于是,许多植物将眼光投向了蚂蚁。
蚂蚁个体虽然小,但它们的力量从来不是以单个个体来衡量的,它们是社会性生活群体,一个蚂蚁家族凝聚起来的力量,可使比其大数十倍的动物都闻风丧胆。另外,一只蚂蚁可能跑不了多远,但地球上的蚂蚁分布非常广泛,在陆地上几乎随处可见。那么,植物究竟是如何将蚂蚁“发展”为心甘情愿的“种子传播员”呢?
许多植物针对蚂蚁专门产生出了极富特色的种子,它们通常数量较多,个体较小,且会在脐部附近形成一至两坨(或片)肉质的油脂体,其富含营养,甚至含有蚁类生长发育所必需的多种氨基酸,是蚂蚁喜欢吃的食物,靠它吸引蚂蚁来传播种子。
植物常常用鲜艳的色彩,大多为红色的果实或种子,来让鸟类发现它们的存在,但是大部分蚂蚁的视力较差,植物该如何告诉蚂蚁们“上门取货”?
蚂蚁的嗅觉非常灵敏,植物就把重点转向了化学信号,且专门针对蚂蚁“投其所好”。
油脂体为蚁播种子所独有,它的作用不只是蚂蚁的劳动报酬,还可用作蚂蚁搬运种子的重要结构。为了保护种子不受损伤,蚁播种子的种皮通常较为光滑,蚁颚不易咬住,而油脂体则可轻易被蚂蚁咬住,从而顺利实现搬运。
蚂蚁啃咬油脂体时会咬伤种子吗?答案是不会,因为油脂体与种子的结合并非牢不可破,只要蚂蚁啃咬到一定位置,油脂体就会从种子上脱落下来,且蚁播种子的种皮通常较厚,目的就是为了防止被蚂蚁咬伤。
一只虫子被蚂蚁吃掉体液后,剩下的坚硬外骨骼是没法再利用的,于是就被蚂蚁当作垃圾丢出了蚁巢。由于视力的原因,一粒种子也自始至终被蚂蚁当成了一只“虫子”,油脂体就是它们的“体液”,而种子本身就是那个啃不动的“外骨骼”,于是被啃完油脂体后的种子自然也被蚂蚁当作垃圾丢出了巢穴。幸好如此,不然种子发芽形成的小苗将会破坏蚁巢结构,并耗费其中的氧气,威胁蚁群的生存。
既然油脂体已被啃光,那蚂蚁又怎样将种子搬出蚁巢,丢到垃圾堆呢?对此,植物也有考虑,它们在种子上形成了一些精巧的构造。紫堇属的种类非常丰富,它们的种子大小形态各异,小型种子大多比较光滑,如石生黄堇;而稍大的种子,比如紫堇的种子上就有凹点;异果黄堇或阜平黄堇的种子上,有凸起的尖齿或凹点,它们都能增加摩擦,方便搬运。
细辛属和马蹄香属的种子腹面中央,具有一条长而宽的沟槽,油脂体就长在里面,待蚂蚁把油脂体吃掉后,叼着凹槽边缘的裙边就能轻松将其丢出蚁巢了。
在蚂蚁的垃圾堆中,除了种子,还有其他的垃圾,如蚂蚁的排泄物、动物尸体,以及建筑废料——挖掘出来的土粒。种子待在这样一个肥力充足的地下安全室内,一旦等到适合萌发的季节到来,便会冲破种皮,顶开土壤,在阳光雨露的滋养下茁壮生长。
全世界蚁播植物约有2800多种,大部分为多年生草本,少数为小灌木,多出现于贫瘠的区域,通过与蚂蚁合作,它们就顺利实现了物种的繁衍。
(摘编自叶峥嵘《蚂蚁竟然是“种子传播员”》)
放疗(电离辐射治疗)作为癌症治疗的辅助手段已经具有相当长的历史,最早可以追溯到1895年物理学家伦琴发现X射线。1940年以后开始出现的细胞毒性化学疗法(化疗)则被称为癌症治疗的“第一次革命”。和放疗一样,化疗的作用机制是杀死快速分裂的癌细胞,从而对癌症达到不错的治疗效果。但这两个治疗手段都无法区分恶性细胞和正常细胞,以至于“杀敌一千”,可能要“自损八百”,这常使医生陷入是治疗癌症还是维持患者基本生命力的两难选择中。
面对放、化疗无法区分恶性细胞和正常细胞的问题,科学界开始思考,能否发现一种对癌症细胞特异性强的化疗药物,这种药物只杀死癌细胞,不损害正常细胞。1970年,致癌基因的发现,使得这个想法具有了成为现实的可能。2001年,第一个真正意义的特异靶向药物格列卫上市,用于治疗BCR-ABL突变慢性白血病,它的出现让患者的5年存活率从30%上升到了89%。靶向治疗被称为癌症治疗领域“第二次革命”。
但靶向药物只对特定类型的癌细胞有效,比如说,非小细胞癌的特效药色瑞替尼针对的是突变的alk基因,对于没有突变的患者,这个药物是完全无效的。而且,癌细胞会不断地进化产生耐药性,从而导致癌症的复发率很高。因此,在100多年以前,科学家就在想利用人体免疫系统来治病。美国的威廉·科莱医生就曾尝试向癌症患者体内注射死的链球菌来治疗肿瘤,发现有的病人在经过细菌治疗后肿瘤消失了。但当时科学家对抗肿瘤免疫应答反响机制的研究还难以深入。
1996年,美国科学家詹姆斯·艾利森在一次实验中发现,免疫细胞“T细胞”中的蛋白CTLA-4在某种程度上扮演着“制动器”的角色。如果抑制“T细胞”中的CTLA-4分子,就有可能使“T细胞”大量增殖,进而全力攻击肿瘤细胞。他通过大量的动物实验证实了这一点,并最终形成“检查点阻断”的免疫新疗法。新疗法在黑色素瘤晚期患者中取得了良好效果,是首个可以有效延长黑色素瘤患者生存期的疗法。日本科学家本庶佑则早于詹姆斯·艾利森4年发现了“T细胞”身上另外一个“刹车”:PD-1。2011年美国食品药品监督管理局批准CTLA-4抗体上市,2014年PD-1抗体也获批上市,应用于癌症患者的临床治疗。
癌症免疫疗法的出现是人类科学研究疆域的一次伟大拓展和临床治疗武器库的一次重大升级。詹姆斯·艾利森与本庶佑两人的发现彻底改变了癌症治疗方法,并从根本上改变了人们对癌症治疗方式的看法。癌症免疫疗法的最大优势是对晚期肿瘤显示出了很好的疗效,使得一部分患者得以很好地存活,并且显示出可控的副作用,而这是化疗和靶向药物尚不能很好地做到的。此外,癌症免疫药物在肿瘤的治疗上显示了一定的广谱性(适用的范围或种类比较多)特征,这是相对于靶向药物单一性的极大优势。
(选自《三联生活周刊》2018年41期,有删改)
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