轉(zhuǎn)基因速生硬木

解答動態(tài)

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  木材的堅硬部分是年輪較暗的部分——這是生長較慢的木材，木質(zhì)素含量較高。一棵樹生長得越快，在深色、致密、堅硬的年輪之間放置的淺色、低密度、較軟的木材就越多。因此，一般來說，一棵生長得很快的樹會產(chǎn)生較軟的木材（巴爾沙是一個很好的例子——巴爾沙樹在大約五年內(nèi)就長到了收獲的大小，木材柔軟輕盈，除了漂?⒆勻簧�长的隔热材廖r頭苫�模型框架外，钾�(fù)醵勻魏味�西都毫无用处�?br/> 相比之下，生產(chǎn)非常堅硬木材的樹木（柚木、鐵木等）通常生長非常緩慢，在黑暗、堅硬的環(huán)之間放置最少的光亮、柔軟的木材。
  為了快速生長而設(shè)計（或有選擇地培育）樹木當(dāng)然是可能的，這樣做會破壞生產(chǎn)更結(jié)實、更重木材的目的（盡管你會得到更好的強度重量比，就像快速生長的楊樹、樺樹和杉木、云杉等軟木品種一樣），你需要設(shè)計你的樹來不斷地生長高密度的木材，而不是周期性地（通常是一年的季節(jié)性變化）放置較軟的材料和較硬的材料。這可能比天然柚木或鐵木生長得更快，但不可避免地比用于紙漿的楊樹或用于鋸木料的泡桐生長得更慢。
  
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  所以有一件事：在相似的環(huán)境條件下，所有給定大小的樹木在一個季節(jié)里都可以鋪設(shè)相同數(shù)量的材料。它們在葉綠體的形式上基本上都利用了相同的構(gòu)造塊，雖然在某些情況下，光合效率有微小的變化，但沒有一個真正優(yōu)秀的光合作用者，這就是你需要解決的特殊要求。
  考慮到你不久的將來的技術(shù)水平，我想創(chuàng)造更好的葉綠體仍然是科幻小說，所以必須做些別的事情來代替。
  你可以考慮一些人工滋養(yǎng)樹木的方法。。。給它強制喂食，有效的，給它相當(dāng)于葉子的生長激素。這聽起來像是在塑造和引導(dǎo)活木形成你想要的結(jié)構(gòu)。通過人工提高生長速度和抑制樹木在夏季放置低密度木材的趨勢相結(jié)合，可以使你強制種植高密度木材。這似乎是一項相當(dāng)復(fù)雜和昂貴的任務(wù)，特殊的工程樹木林被它們的支持基礎(chǔ)設(shè)施和營養(yǎng)罐包圍，這些設(shè)施和營養(yǎng)罐必須持續(xù)運行幾十年，最有可能的是。
  請注意，這種生物結(jié)構(gòu)的密度將不同于你上面鏈接的結(jié)構(gòu)；樹有自己的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以血管組織的形式存在，血管組織的密度必須很低，以便讓物質(zhì)通過。
  作為一種選擇，想一想另一種建筑，它不太依賴于厚重、堅固的結(jié)構(gòu)。。。它們有一個有趣的結(jié)構(gòu)，包括圓柱狀的氣生根，它們可以作為附生植物開始生命，生長在現(xiàn)有的樹上，有效地壓制和壓碎它。它們可以長得非常大。。。這是一張偉大人物的照片榕樹：這是世界上樹冠最大的一棵樹，約1.5公頃。經(jīng)過一番勸說，你可以看到水平的樹枝和垂直的支柱根部是如何彎曲成一個有用的形狀，在這個形狀上可以建造輕質(zhì)的拉伸結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，它與現(xiàn)代建筑沒有太多共同之處，但為什么要把自己和其他人綁在同樣的舊設(shè)計上呢？事實上，樹屋真是太棒了。例如，可以在印度東北部找到活生生的根橋。它們通常由榕樹的樹根制成，不一定和上面的大榕樹一樣，但很相似。根被引導(dǎo)并編織成一個與其他結(jié)構(gòu)材料在一段時間內(nèi)交織在一起的結(jié)構(gòu)這：
  
  適合馴化適當(dāng)物種的基因工程可以創(chuàng)造出巨大而復(fù)雜的生命結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有建筑或可用作腳手架的樹木上和周圍。
  
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  對于一棵樹來說，“快速生長”必然與“高度密集和高彎曲強度”相互排斥嗎？簡單回答：是的，樹長得越快，木頭就越弱。在你希望它長得有多快和你希望它長得有多硬之間總是有一個折衷的辦法。答案很長：在生物學(xué)中幾乎沒有什么是不可能的。我們今天看到的樹木的生長速度和硬度純粹是由于野生進化和過去幾個世紀(jì)人類的一些選擇。有了足夠的基因操作，你可以強迫一棵樹快速而堅硬地生長，但它需要大量的能量來維持，我懷疑你是否真的能獲得泡桐樹的生長速度和木犀樹一樣堅硬。
  你可以從另一個角度入手，這樣做會更好：這種（基因改造非常嚴(yán)重的）樹生長得很快，可以塑造成房子或任何你想要的結(jié)構(gòu)，但非常脆弱。但是一旦你把它暴露在某些條件下（非常冷的溫度，或者大風(fēng)，或者可能是寄生蟲），樹皮就會變得非常堅硬，形成一個非常堅硬的結(jié)構(gòu)。這將意味著這棵樹現(xiàn)在被困在這個構(gòu)象中，所以你將不能再在你的樹公寓樓里再增加一層。這在很大程度上仍然是純理論的范疇，但它在生物學(xué)上更為合理，并沒有首先進入硬度/生長速度的權(quán)衡。從時間上來說，樹木一年內(nèi)會產(chǎn)生不止一個年輪。額外的年輪稱為假年輪，它可能是生長季節(jié)中期干旱脅迫的結(jié)果https://www.fs.fed.us/rm/highelevationwhitepines/Education/science-inquire.htm
  您的快速生長的樹木總是有最佳的生長條件。但是他們的生物鐘被黑客入侵了——他們被基因改造成每兩周就有一次艱難的時刻。他們斷電了。冬季持續(xù)兩天，然后它們恢復(fù)供電。這些樹在一個生長季節(jié)里形成了幾十個堅硬的年輪。
  它們的生長速度不如它們的未改良的親戚，他們留下了許多柔軟的白色木材，但它們?nèi)匀缓芸臁＿@是一種經(jīng)過大量基因改造的木材，具有以下特征影響：
  整個光合作用周期被嚴(yán)重改變，使光轉(zhuǎn)換效率從微乎其微的百分之幾提高到近70%，在充分的陽光下。研究人員繼續(xù)對此進行調(diào)整，現(xiàn)在每十年大約改善1%。
  這棵樹的樹液血管要大得多。這是將糖分從樹的生長部位運輸出去所必需的。
  氣孔具有可滲透的膜，使二氧化碳能夠向內(nèi)傳遞，但減少了向外流動的水分。
  樹具有高度堿性的樹液。這會分解天然和沙子中的二氧化硅。溶解的二氧化硅形成復(fù)合的氧化硅-纖維素交聯(lián)復(fù)合物。這個復(fù)合體說明了鄧肯木材的強度。在大多數(shù)品種中，心材的孔隙空間也充滿了這種材料，但組織得不太好。研究人員希望要么消除這種現(xiàn)象，使木材密度降低，要么將其組織起來，使同一橫截有更好的強度。
  缺點：溫度調(diào)節(jié)對鄧卡諾亞樹來說更難。最佳生長溫度在12到25攝氏度之間，兩側(cè)光合作用迅速下降。這是另一個正在進行的研究課題。
  由于葉的效率要高得多，鄧肯葉最好生長在二氧化碳含量為4-6%的大氣中。在大多數(shù)行星上，這導(dǎo)致樹只能生長在大圓頂下，那里的空氣中可以富含二氧化碳
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