淺談X射線對(duì)植物的損傷

淺談X射線對(duì)植物的損傷通過對(duì)身邊地鐵安檢機(jī)的細(xì)心觀察，出于安全的考慮想到人從安檢機(jī)旁邊經(jīng)過，安檢機(jī)有可能把部分X射線泄露出來，如此高能量的電磁波，一旦泄露或者經(jīng)過它的照射，會(huì)不會(huì)對(duì)生命物質(zhì)產(chǎn)生影響或損傷呢？于是作者做了三次經(jīng)過X光照射與不經(jīng)照射的綠豆對(duì)比實(shí)驗(yàn)，從而得出X射線能夠?qū)χ参锏纳L產(chǎn)生抑制作用的結(jié)論。標(biāo)簽：生命安全；安檢；X光照射；射線泄露；抑制生長光是具有能量的。例如甲烷和氯氣如果要發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，就需要進(jìn)行光照。植物葉綠體，如果沒有光的話就不能將二氧化碳變成氧氣進(jìn)行光合作用。再比如在有陽光的地方，用放大鏡將光集中起來對(duì)準(zhǔn)紙片可使其燃燒……所以光是一種在日常生活中非常重要的物質(zhì)。經(jīng)過各國科學(xué)家多年的反復(fù)實(shí)踐和研究，揭示了X射線的本質(zhì)，證實(shí)它是一種波長極短，能量很大的電磁波。（X射線就是一種光，只不過它的波長比正常光的波長要短很多，它具有很大的能量，是一種人眼看不見、但能穿透物體的射線，人眼可見的波長范圍是390～780nm。）它的波長比可見光的波長更短（約在0.001～100nm，醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的X射線波長約在0.001～0.1nm之間）。人們利用它對(duì)不同密度物質(zhì)穿透能力不同的特點(diǎn)，在醫(yī)學(xué)上用來照射人體形成影像輔助診斷。日常生活中見到的機(jī)場或地鐵的安檢機(jī)就是利用X射線具有很高的能量并能穿透日常生活用品的原理制成的，但是這種穿透不是完全穿透，它會(huì)有一部分損失，根據(jù)這些損失，可以判斷出包裹里是不是有一些易燃易爆或金屬材質(zhì)的危險(xiǎn)物品，以此來保障廣大乘客的出行安全。圖1為地鐵安檢機(jī)在檢驗(yàn)乘客包裹時(shí)的情景。包裹都是一個(gè)連一個(gè)地從安檢機(jī)里出來，這時(shí)，遮擋X射線的簾子都是被查驗(yàn)完的包裹掀起來的，乘客從安檢機(jī)旁邊經(jīng)過，那么掀起的簾子很有可能就把部分X射線泄露出來，照到人的身上。所以，作者不免有些擔(dān)憂：如此高能量的電磁波，一旦泄露或者經(jīng)過它的照射，會(huì)不會(huì)對(duì)生命物質(zhì)產(chǎn)生影響或損傷呢？于是作者做了以下實(shí)驗(yàn)。第一次實(shí)驗(yàn)，取20粒綠豆分為兩組，一組為實(shí)驗(yàn)組，一組為對(duì)照組，各10粒。把它們分別放入兩個(gè)相同的瓶子里，并且加入等量的水，水的深度4毫米，大約能沒過綠豆。把實(shí)驗(yàn)組的綠豆瓶放在書包里，每天過兩次安檢，連續(xù)過十天。對(duì)照組綠豆瓶放在家里。圖2、圖3是十天之后綠豆的發(fā)芽狀態(tài)和長勢(shì)，作者對(duì)兩組發(fā)芽綠豆的下胚軸（芽長）長度分別做測(cè)量，并在Excel表格中進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。其結(jié)果如下表1、表2。觀察上述數(shù)據(jù)可以看到對(duì)照組的平均長度為18.3毫米，而實(shí)驗(yàn)組的平均長度為13.7毫米，兩者的平均長度相差將近5毫米。由此看來，是否可以猜想：X射線對(duì)植物的生長有一定的抑制作用。經(jīng)過進(jìn)一步的總結(jié)分析，發(fā)現(xiàn)這個(gè)實(shí)驗(yàn)中存在一些變量可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。首先，實(shí)驗(yàn)組的綠豆每天放在書包里，有可能在運(yùn)動(dòng)的過程中對(duì)它們的生長造成影響。其次，在外出的過程中溫度可能會(huì)和在家里的有所差異。為減少變量對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，作者又設(shè)計(jì)了第二次實(shí)驗(yàn)。第二次實(shí)驗(yàn)取42粒綠豆分為兩組，一組為實(shí)驗(yàn)組21粒，一組為對(duì)照組21粒。把它們分別放入兩個(gè)相同的自封袋中，不加水。這次選取的是種子狀態(tài)下的綠豆，因?yàn)榉N子處于一種休眠的狀態(tài)，植物在這一階段代謝極為緩慢且相對(duì)穩(wěn)定，所以，帶著種子過安檢，其在空間上的移動(dòng)或溫度的變化對(duì)種子的影響是可以忽略不計(jì)的。實(shí)驗(yàn)組的綠豆還是放在書包里天天帶著上學(xué)，經(jīng)過了一學(xué)期的地鐵安檢X光照射；而對(duì)照組的21粒綠豆就靜置在家中。一學(xué)期后，分別把這兩組綠豆放在兩個(gè)相同的容器中，加入適量的水讓它們發(fā)芽。于是我發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組綠豆普遍發(fā)芽多且長，而實(shí)驗(yàn)組發(fā)芽率低且芽短。數(shù)據(jù)顯示：對(duì)照組的豆芽平均長度為6.76毫米，而實(shí)驗(yàn)組的豆芽平均長度為4.10毫米，且得出泊松相關(guān)系數(shù)為0.48157558，屬于中等程度相關(guān)范圍，說明X射線對(duì)植物的影響是比較明顯的。（下文有泊松相關(guān)系數(shù)介紹）為了進(jìn)一步驗(yàn)證作者的假設(shè)——X-射線對(duì)植物發(fā)展有抑制作用，作者又進(jìn)行了第三次實(shí)驗(yàn)。第三次實(shí)驗(yàn)同樣是先把綠豆分成兩組，每組20粒綠豆，然后實(shí)驗(yàn)組過安檢接受X-射線照射，對(duì)照組放在家中。經(jīng)過了半學(xué)期的X-射線照射后，將這兩組綠豆放入相同的容器中，加入適量水。然后每日換一次水，等待綠豆發(fā)芽并生根。七天之后，取出“綠豆”，分別測(cè)量其莖和根的長度，再次進(jìn)行泊松相關(guān)系數(shù)計(jì)算。結(jié)果如表5、表6。這里簡單介紹一下泊松相關(guān)系數(shù)，它是用來衡量兩個(gè)數(shù)據(jù)集合是否在一條線上或者衡量定距變量間的線性關(guān)系。相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值越大，相關(guān)性越強(qiáng)，相關(guān)系數(shù)越接近于1或-1，相關(guān)度越強(qiáng)，相關(guān)系數(shù)越接近于0，相關(guān)度越弱。并且通常情況下通過以下取值范圍判斷變量的相關(guān)強(qiáng)度：相關(guān)系數(shù)0.8-1.0極強(qiáng)相關(guān)；0.6-0.8強(qiáng)相關(guān)；0.4-0.6中等程度相關(guān)；0.2-0.4弱相關(guān)；0.0-0.2極弱相關(guān)或無相關(guān)。由此我們發(fā)現(xiàn)三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都達(dá)到了中等相關(guān)及毫不相關(guān)的程度，這與正常植物的生長相違背（兩組同類正常植物的泊松相關(guān)系數(shù)應(yīng)該為極強(qiáng)或者強(qiáng)相關(guān)，系數(shù)絕對(duì)值應(yīng)接近于1）。所以，我們可以得出結(jié)論：X-射線對(duì)綠豆的生長有抑制作用，尤其對(duì)其下胚軸伸長（根的生長）有抑制作用。為此作者也查閱了很多相關(guān)的文獻(xiàn)資料，例如下面是一篇探究X射線對(duì)DNA造成損傷的論文，它是看細(xì)胞照射X射線的時(shí)間，隨著時(shí)間的增長對(duì)DNA產(chǎn)生的影響。實(shí)驗(yàn)取的是小麥根尖細(xì)胞的原生質(zhì)體，把它進(jìn)行分離，然后用酶把細(xì)胞壁水解掉，再把細(xì)胞破碎提取出DNA，放在電泳儀中進(jìn)行電泳。電泳儀通電后，一端帶負(fù)電，另一端帶正電。因?yàn)镈NA是帶有負(fù)電的，所以在電泳時(shí)把DNA放在負(fù)極的一端，然后在電泳槽中加入瓊脂糖。通電后，帶有負(fù)電的DNA在電場中將向正極方向移動(dòng)。電泳后，如果DNA如果沒有受到損傷會(huì)很完整。此實(shí)驗(yàn)采用單細(xì)胞凝膠電泳方法定量檢測(cè)了不同輻照劑量的同步輻射軟X射線對(duì)小麥根尖細(xì)胞造成的DNA單鏈損傷。通過測(cè)定核DNA的遷移效應(yīng)表明，在劑量為0-288J·cm-2范圍內(nèi)的軟X射線輻照下，有20%-92%的小麥根尖細(xì)胞產(chǎn)生了DNA單鏈的損傷效應(yīng)，同時(shí)DNA的損傷程度也與輻照劑量呈顯著正相關(guān)。綜上所述，實(shí)驗(yàn)結(jié)論為“經(jīng)X射線照射可導(dǎo)致植物體受到損傷”與上面參考論文中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論可謂殊途同歸、結(jié)果一致，且毋庸置疑。參考文獻(xiàn)[