據美國《防務系統》網站近日報導,DARPA受到過去煤礦工人使用金絲雀檢驗礦井中有害氣體濃度的啟示,有意尋求植物對戰場中可能出現的化學武器進行探測,從而避免人員暴露在有害環境中,並及時對感染者進行洗消和救治。
該專案被稱為“先進植物技術”(APT),核心是對特定種類的植物進行基因工程改造,使其具備類似電子感測器的功能,對空氣中含有的有毒化學成分、放射性元素等高度敏感。
DARPA在近日發佈的一份聲明中將其相關願景描述為“利用植物的自然機制來感知和回應環境刺激,並將其擴展到檢測某些化學物質、病原體、輻射,甚至電磁信號的存在”。
有分析認為,APT技術並非新鮮事物。 一些生物學家已經著手在部分民航機場的綠化設施中種植特殊植物,從而探測毒品和爆炸物。 還有一些植物被用於監測大氣污染程度。 DARPA認為,APT的獨特之處在於,其工作模式更接近感測器,並通過吸收陽光獲取能量,並能在不同環境中生長為一個自給自足的植物網路,其存在極為隱蔽,難以被未經訓練的對手發現或甄別。
DARPA指出,每種植物都會對外界的刺激產生不同的反應。
APT專案主管佈雷克•貝克斯丁稱,“植物能高度適應環境,自然地表現出對諸如光照和溫度等基本刺激的生理反應,但在某些情況下它們還會接觸到化學物質,害蟲和病原體。 使用新興的分子建模技術對植物進行改造後,就能夠使人們瞭解具體威脅的存在。 這不僅意味著新的情報來源,而且還會降低人員感染的風險,壓縮傳統感測器相關的成本。 ”
雖然APT專案意味著DARPA不斷探索生物學的極限,但在感知威脅後的通信傳輸方面,可能會採用更加保守技術。 該項目現階段仍然依靠現有技術對植物進行遠端監控,監控內容包括溫度、化學成分、光線反射率等要素的變化情況。
DARPA官方承認,APT項目當前最大的挑戰是如何確保經過基因改造的植物能夠順利在野外環境中存活。 過去進行的類似實驗通過虹吸效應維持植物所需的養分,從而降低其對野外環境的不適應性。 APT將努力改善植物收集和分配資源的方式,並優化其適應性,以便與微生物、動物、昆蟲和其他植物等自然應激物產生良性的相互作用。
DARPA表示,APT項目的初始階段研究將在實驗室和溫室中進行,並將“遵守所有適用的聯邦法規,並由聯邦生物安全委員會進行監督”。 如果相關工作取得成功,將在農業部動植物檢驗檢疫局的主持下進行後續試驗。
DARPA認為,鑒於轉基因食品在全球範圍內引發的軒然大波,基因改造植物幾乎不可避免地將會遭遇公眾的排斥和抵觸,甚至可能引發大規模抗議活動。 今年早些時候,一位遺傳學家曾發出警告說,DARPA的合成生物學研究可能違反了國際環境條約,並將對生態系統造成難以預計的影響。 另一方面,DARPA指出,維護傳統的機械或電子感測器網路存在技術複雜、花費高昂等缺點。 如果需要在較大範圍佈設感測器,轉基因生物或轉基因植物可能是一種更加經濟的選擇。