本周我们深入探讨农业和食品生产的科学。我们将了解转基因植物如何帮助我们摆脱对化学杀虫剂的需求，以及海岸线上的巨型温室如何成为自己超级高效农场的家园。我们探索甜蜜的蜜蜂所面临的问题，在厨房科学中，我们对自己的植物进行了一些改造，不需要转基因知识，只需要食用色素……
在这一集里
非凡的蛇
有一个古老的传说，蛇会催眠它们的猎物，但一项新的研究揭示了在蛇的世界里发生的更惊人但真实的事情。有触角的蛇(Erpaton tentaculatum)已经进化出了一种惊人的方法，可以诱骗小鱼游到它们的嘴里。美国田纳西州范德比尔特大学的肯尼斯·卡塔尼亚发现了蛇是如何迷惑鱼，让它们游向它们而不是远离它们的。鱼的反应是可以预测的，所以蛇的目标是鱼到达的地方，而不是跟踪鱼的实际运动。
这些是最奇特的蛇，是泥蛇的一种，它们的鼻子末端有一对可移动的触手，是世界上唯一拥有这种结构的爬行动物。它们生活在东南亚的淡水河、小溪和微咸水中，在捕猎时，它们一动不动地躺着等待，把身体卷成典型的j形，头弯在钩子上。
当一条鱼靠近时，蛇就会猛扑过去，在15-20毫秒内猛烈攻击。但这些鱼进化出了一种特殊的逃生机制，速度更快。它们能感觉到身体两侧耳朵里的压力波纹。当一只耳朵接收到压力波时，一个自动反射信号被发送到它身体一侧的肌肉中，肌肉收缩使鱼呈C形:科学家们称之为C型启动。它们的头转过来，然后以极快的速度游离声源，这种运动一旦开始就无法逆转。
在他发表在《美国科学院院刊》(PNAS)上的论文中，卡塔尼亚描述了他是如何开始观察蛇类捕食的慢动作(在每秒高达2000帧的高速摄像机上)，并发现这些鱼(黑头鲦鱼)没有游开，而是一直游进捕食者的嘴里。在他用4条不同的蛇拍摄的120次试验中，78%的鱼转向而不是远离蛇。
他还注意到，在蛇移动它的头之前，它会稍微往下拉一点。他用一个水听器捕捉到了这种运动产生的声波。
因此，蛇吸收了鱼的反射逃跑反应，故意从另一边发出声音到它们的头部，在错误的方向触发C-start反应——鱼游向而不是远离蛇，所有这些都在超快的时间内，人类观察者几乎无法察觉。
更不寻常的是卡塔尼亚的发现，它没有像大多数捕食者那样瞄准鱼并在它游走时跟踪它的运动，而是直接朝鱼的目的地游去，如果它们向头部发起c型启动，它就会预料到鱼会在哪里结束。
卡塔尼亚接下来想弄清楚的是，蛇的预测能力是天生的，还是后天习得的。他希望能找到一些刚孵化出来的小蛇，并对它们第一次捕捉晚餐的尝试进行同样的视频分析。
去除rna的肝脏肿瘤
科学家们利用一种基因技术成功地治疗了患有肝脏肿瘤的老鼠。
在最新一期的《细胞》杂志上，俄亥俄州立大学的研究人员Jerry Mendell和他的团队描述了他们如何使用短序列的遗传物质来阻止癌症的生长。
这项工作是基于近年来的一项发现，即细胞通过使用称为微rna (miRs)的小分子家族来调节其基因的活性。这些药物的工作原理是关闭某些基因的活动，特别是那些与细胞生长有关的基因，这些基因通常只在细胞需要分裂或胚胎发育时才活跃。但是，如果这些微rna的产生出了问题，那么许多与生长相关的基因就会被重新激活，科学家们相信，这可能会促进肿瘤的生长。
事实上，当研究人员研究了许多不同的癌症后，他们发现许多应该存在的微rna实际上在恶性细胞中缺失了。这让俄亥俄州的研究小组想知道，如果他们把微rna放回癌细胞中会发生什么?
为了找到答案，研究人员使用了具有患肝癌遗传倾向的实验小鼠。在这些小鼠的恶性细胞中发现了一种经常缺失的微RNA，研究小组将这种称为miR-26a的微RNA的基因序列插入到腺相关病毒载体(AAV)中，AAV实际上是一种缺乏繁殖能力的病毒外壳。
一组小鼠被注射到供应肝脏的血管中，血管中含有100亿个含有miR-26a的病毒颗粒。第二组小鼠接受假病毒注射，作为对照。
三周后，研究人员对这些动物的肝脏肿瘤迹象进行了研究。正如预期的那样，8只对照动物中有6只都有很大的肝脏肿瘤，但研究小组发现，在10只注射治疗性病毒的动物中，有8只几乎没有疾病迹象。在这些动物身上的试验表明，病毒成功地穿透了肝脏中90%的细胞，而在没有反应的两只动物中，治疗似乎失败了，因为病毒没有成功地到达肝脏——换句话说，是由于技术原因而不是生物学原因。
显然，现在还处于早期阶段，这种方法的安全性仍有待证实，但这一首次发现表明，未来的癌症治疗很可能取决于基因，而不仅仅是有毒药物。
大小很重要
在古代甲壳类动物化石中发现了巨大的精子，揭示了这些巨大的雄性生殖细胞是在多久以前进化而来的。一亿年前的海洋里到处都是雄性动物，它们相互激烈地竞争谁能得到最好的伴侣。
德国路德维希马克西米兰大学的Renate Matzke-Karasz带领一组研究人员在《科学》杂志上发表了一篇文章，他们研究了大约1亿年前的介形虫的内脏。介形虫是螃蟹和龙虾的亲戚，看起来有点像贻贝(当然是一种软体动物)。它们有时被称为种子虾，如果你看到它们，原因很明显。
大约有65000种介形虫生活在海洋和淡水中。
一些现代雄性介形虫有非常大的精子，可以比它们长十倍。现在，科学家首次利用一种称为同步加速器x射线全息成像的复杂成像技术发现了古代介形类动物的精子。这种非侵入性技术是由欧洲同步辐射设施开发的，研究人员可以看到这些只有1毫米大小的微小生物的内部，并在计算机上将图像汇编成3D模型。
研究小组发现证据表明，古代的雄性介形虫体内有巨大的精子管(Zenker器官)，而雌性介形虫——就像现代的介形虫一样——有巨大的内部腔，在交配后接收精子。
介形类并不是唯一拥有如此巨大精子的动物。一种更常见的生物，果蝇，也能产生6毫米的精子——对于1-2毫米的苍蝇来说，这是一个令人印象深刻的壮举。花费如此多的精力制造如此巨大的精子似乎很奇怪，但这一切都归结为对配偶的竞争。
对于一个必须与许多其他雄性竞争才能获得配偶的雄性来说，当雌性与许多不同的雄性交配时，确保他将自己的基因传递给下一代的一种方法是产生巨大的精子。在果蝇和介形虫等动物中，较大的精子比较小的精子更容易使雌性体内的卵子受精。
最好不要在人类身上进行类比，但这项研究确实揭示了这种奇特的雄性特征的进化——这种特征在介形虫中可能只进化了一次——并且表明，在很长一段时间里，体型确实很重要。
鱼类的社交网络
英国科学家发现，一些鱼类通过观察其他鱼类的经验来学习。
杜伦大学的科学家杰里米·肯德尔在《行为生态学》杂志上写道，他从当地一条河流中捕获了270条刺鱼。鱼被分成几组。第一组被放在一个有两个喂食器的水箱里，一个喂食器提供大量的血虫，另一个则更节俭。
一项测试表明，这些鱼已经学会了这种练习，此时它们被限制在水箱的“观景廊”区域，同时引入第二组鱼。
但这一次，科学家们把喂食者调换过来，这样以前慷慨的喂食者现在变得更吝啬了，反之亦然。被关在笼子里的“受过教育的”刺鱼被留下来观察新引入的鱼是如何生存的。之后，他们再次被释放，研究小组观察他们现在更喜欢哪一个喂食者。
令人难以置信的是，仅仅通过观察其他鱼是如何进食的，超过75%的观察鱼从其他刺鱼的经验中了解到，喂食器的情况已经逆转了。更令人印象深刻的是，在随后的实验中，当研究小组调整喂食者的相对慷慨度时，观察鱼只有在看到其他鱼在新环境中比在旧环境中表现得更好时才会改变自己的行为。
这种被称为“爬坡策略”的学习方法可能是帮助这些动物逃离捕食者的关键。
肯德尔解释说:“这些鱼太脆弱了，无法单独觅食，所以它们必须成群结队地四处游动。因此，它们是社会性的，通过观察其他动物的结果并做出适当的反应，这是一种避免捕食和最大化回报的合理策略。”
抛开进化上的好处不谈，任何声称鱼有绕水箱一圈记忆的说法都绝对是一条离开水的鱼，至少在棘鱼的世界里是这样的。
大黄蜂的困境
与布丽吉特·尼科尔斯，鼠疫;帕特·古德温，惠康信托;史蒂夫·本博，伦敦蜂蜜工厂
海伦:最近另一个登上头条的问题是我们心爱的蜜蜂的困境。所以我们派了Meera Senthilingam去伦敦，去威康信托基金会看看到底是怎么回事。
米拉——本周，一辆装扮成蜜蜂的出租车在伦敦街头亮相。你会问，为什么出租车穿得像只蜜蜂?这辆蜜蜂车是为庆祝鼠疫节而定制的。一个庆祝昆虫生命的节日将于今年9月在伦敦南岸举行。今年节日的主题是世界各地蜂群的崩溃。布里奇特·尼科尔斯(Bridget Nicholls)是电影节总监。
布里奇特-今年疫节的主题是蜜蜂-我们正在建造伊丽莎白女王大厅，我们将把它变成蜂王它将被称为“蜜蜂社会”，它是关于来自不同学科的人们聚集在一起讨论蜂群崩溃并创造临界质量。我只是认为让城市居民考虑拯救蜜蜂是非常重要的，因为他们有阳台，他们可以为城市蜜蜂种植鲜花。我认为我们正处于失去蜜蜂的危险之中，显然，我们应该在力所能及的时候做点什么。
米拉-节日导演和组织者布里奇特·尼科尔斯。蜜蜂的困境是一个精心选择的主题，因为近年来蜜蜂数量正以惊人的速度减少，据估计，自1970年以来，英国的大黄蜂数量减少了60%，而在该国的某些地区，蜜蜂的数量减少了80%。这种疾病对蜜蜂授粉服务的影响是巨大的，在全球范围内具有大约200到500亿英镑的商业和经济价值，因为蜜蜂不仅制造蜂蜜，而且它们为我们赖以为生的90多种开花作物授粉。
Wellcome Trust科学家Pat Goodwin解释了为什么这些服务如此有价值。
Pat -水果不会成熟，如果没有授粉，我们就不会得到花籽，而授粉实际上是给种子施肥，使它们长成果实。苹果、梨和所有我们在花园里喜欢的花，它们也依赖于传粉者。
米拉:那就再也没有苹果、梨和漂亮的花了?帕特告诉了我更多关于为什么会发生这种减少的原因。
帕特:没有人真正知道答案。有很多理论。一件事是气候变化，比如冬天变暖影响了蜜蜂的冬眠，扰乱了它们的整个生命周期。新的病原体出现了，瓦螨，但不仅仅是瓦螨。它携带病毒，所以它生活在蜜蜂身上，但它也在蜜蜂之间传播病毒，在现代农业中有很多问题。那里有大片的土地，然后收获了，所以没有什么留给蜜蜂授粉，因为蜜蜂使用花蜜，然后把花蜜带到蜂巢里，制成蜂蜜。我认为，另一件事可能是在繁殖方面，蜜蜂被培育成无攻击性的，能产很多蜂蜜，这可能意味着它们正在失去一些对它们的活力很重要的基因。
Meera -现在是一个流行词，被认为是导致种群数量大幅下降的一些原因是蜂群崩溃失调，整个蜂群正在死亡和消失，原因不明。这种情况在美国发生的规模更大，但在世界范围内也越来越多。养蜂人Steve Benbow在全国拥有超过350个商业蜂箱。所以我问他蜜蜂数量的困境是如何影响他的贸易的，他的蜂巢是否经历了蜂群崩溃。
史蒂夫:我们目前还没有直接看到，但我们确实看到了一些问题，比如瓦螨，一种寄生在蜜蜂身上的螨虫，它会带来许多其他疾病，比如云翅病毒。它会导致翅膀畸形。我们必须把疾病放在最上面，并尝试学习新的技术，像糖粉这样的东西是控制瓦螨的好方法，目前正在试验中，蜜蜂做我们所谓的卫生行为，它们清洁自己，希望能消灭螨虫，互相清洁和梳理，以帮助减少可能发生的可怕的侵扰。
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因此，像Steve Benbow这样的养蜂人正在寻找新的方法来解决这些问题。但是，在蜜蜂中消除这些疾病就足够了吗?其他受到影响的物种呢?2009年4月，包括惠康基金会和自然环境研究委员会在内的许多英国资助者捐赠了1000万英镑，启动了昆虫传粉者倡议，这些资金将用于试图了解蜜蜂数量减少的原因。帕特·古德温(Pat Goodwin)告诉我该倡议计划如何做到这一点。
帕特:我们希望做的是把不同领域的研究人员聚集在一起，研究所有这些复杂的相互作用，如果我们能了解蜜蜂面临的问题背后的原因，我们也许能做些什么来阻止它。
Meera -因此，当研究人员试图找出这个问题的原因和治疗方法时，为什么不在今年9月4日至6日在伦敦南岸中心举行的疫节上多了解一点，甚至学习如何把养蜂作为一种爱好呢?
转基因植物
和诺里奇塞恩斯伯里实验室的乔纳森·琼斯教授一起
现在，农民必须要做的一件事就是与植物害虫作斗争。目前，他们倾向于用一种方法来解决这个问题，那就是用化学药品来治疗这个问题。但另一种选择可能是使用基因技术。换句话说，我们可以从一种植物或甚至是一个完全不同的物种身上提取基因，这些物种知道如何消灭病原体，把它给一种植物，这种植物就有能力用化学方法抵御这种病原体，而不需要农场添加额外的化学物质。我们如何做到这一点，为什么它比现有的技术更好?来告诉我们，乔纳森·琼斯教授，他在诺维奇的塞恩斯伯里实验室工作。你好,乔纳森。
乔纳森-你好。
克里斯-欢迎来到裸体科学家。金宝搏app最新下载首先，请您告诉我们，如何培育转基因植物?
乔纳森:嗯，一株植物携带大约5万个基因，我们的想法是放入一两个基因，赋予一种有用的新特性。要做到这一点，你需要利用一种被称为农业细菌的细菌，这种细菌会在许多作物上自然产生脓疮，尤其是葡萄藤，但也有许多其他作物。它通过将DNA引入植物的细胞中，使植物更有利于细菌的生长。在过去的30年里，科学家们所做的就是了解这个过程，把它分解成各个部分，然后利用他们对DNA的了解，把DNA转移到植物细胞中，去除那些使植物细胞产生一些不利于植物生长特征的基因。然后你可以放入一些对作物有利的基因然后你要做的是，把植物细胞和细菌一起孵育然后你选择那些接受你感兴趣的基因的植物细胞最后，你从那里得到一株植物，它有5万个基因，它开始的时候有几个新基因。
克里斯:在培育实用的功能性作物方面，科学家们做了哪些工作?他们在作物中植入了什么样的基因，从而使作物具有新的功能?
乔纳森:首先要做的是帮助农民控制杂草。因此，在没有杂草控制的情况下，你可能会损失30%或40%的产量。我可以去我的后花园，做一些锄草来控制杂草，但它们是一个长期存在的问题，任何种植过任何作物或分配过土地的人都会知道。如果你在50公顷的土地上控制杂草，那么除了除草剂就没有别的选择了。问题是，许多除草剂对水道造成了破坏，它们是相当持久的。因此，除草剂在70年代被大量使用。人们有强烈的动机用不那么持久的东西来取代它们。世界范围内采用的主要是抗草甘膦特性。草甘膦是一种非常好的除草剂，但它会杀死所有已知的植物，包括作物。因此，我们所做的就是植入一种基因，这意味着作物能在草甘膦的影响下存活下来，这样杂草就能得到更好的控制。 And glyphosate is inactivated quickly in the soil so, it's less damaging way to control weeds than methods that it replaced. Subsequent to that, then there was an insect control. So there were proteins that are toxic to larvae of moths and butterflies such as the boll weevil, such as the corn rootworm, such as corn stem and cob worm. And so, you can engineer the plant to make a protein that kills the insect and that's better than the technology it replaced which was applying insecticides.
Chris:我能问你一些关于转基因植物的问题吗?因为……
乔纳森:是的。
克里斯-…当你把外来基因从一种生物或一种植物物种中植入到另一种生物或植物物种中以使其具有抵抗力时，你知道植物的遗传物质中有整合的地方吗?插入发生了吗?还是说它是随机的?
![为了减少玉米茎蛀虫的侵扰，企业和公共研究人员合作开发适合肯尼亚的本地[转基因]Bt(苏云金芽孢杆菌)玉米品种。](http://www.silkstaq.com/sites/default/files/media/x800px-Btcornafrica.jpg.pagespeed.ic.2IbrZyS6Hv.jpg "In an effort to reduce corn stem-borer infestations, corporate and public researchers partner to develop local [transgenic] Bt (Bacillus thuringiensis) corn varieties suitable for Kenya. © Dave Hoisington/CIMMYT Published in PLoS Biology, October 13, 2003")
在任何特定的转变事件中，它的去向目前是不可预测的，但你可以发现它去了哪里。因为实际上我们所做的是带来一些商业品种是进行数百次甚至数千次的转化事件，然后选择一个，我们可以说，没有附带损害的，就工厂的性能而言，然后非常彻底地描述它进入的地方。所以，市场上的任何东西都有很好的定义，基因在哪里进入。现在有新的技术可以将DNA放入特定的位置，目前还处于实验阶段，但看起来很有希望。但是，这种技术产生的作物还没有接近商业化。
克里斯,因为如果我可能会问你很简单,只是给我们这个问题的答案,那就是,如果你不得不说,一个基因在植物不是植物生长所必需的,但它例如去除毒素,可能会对我们有害,如果我们吃了工厂,但它并没有真正伤害植物,如果你把你的新基因基因的植物,它释放摆脱毒素或它使植物,所以它是更容易受到别的,如果我们吃了它，它可能会长出霉菌，对我们有害。我们怎么知道这种情况没有发生，因此，我们没有对作物的安全产生某种连锁反应?
乔纳森:当我说有很多变形者是在这样的实验中产生的，然后筛选他们的特性或是否有任何附带损害，这是人们寻找的附带损害。你知道，在这种作物上市之前，会有大片的试验田用于种植这种作物，如果发生了这样的事情，在它进入市场之前，就会在早期阶段变得清晰。
克里斯:我们马上就来谈谈有机农业。为什么这比有机技术好?
乔纳森:我的意思是，有机农业的问题是产量很低。低于传统农业。确实，它们造成的附带损害更小，氮流入水道的风险更小，当然也不用杀虫剂，尽管你用硫酸铜来控制马铃薯的晚疫病。但主要问题是产量。到2030年，我们需要将产量翻一番，因为人口不断增长，世界各地对肉类的需求也在不断增加。要使产量翻倍是一项艰巨的任务，我认为有机农业不会实现这一目标。
克里斯:所以基本上，我们需要你即将推出的技术。
有机农场的生物动力害虫防治
与布里斯托尔大学的Jane Memmott教授合作
海伦:有机农业不一定能生产出我们未来几年养活世界所需的产量，但这是一项蓬勃发展的业务，越来越受欢迎，有机农场以一种不同的方式处理传统农民面临的同样的害虫。我们派本·沃斯勒与布里斯托尔大学的简·梅莫特教授会面，了解更多情况。
本-有机农场如何对付害虫?传统的农民使用杀虫剂来杀死害虫，但是有机农业依靠自然捕食者作为生物控制剂来杀死害虫。这就是所谓的生物动力害虫控制，它是有机农业的主要组成部分，它限制或排除杀虫剂和合成肥料，以改善土壤和生态系统的健康为宏伟目标。生物动力虫害防治依赖于高度的生物多样性——生态系统中有各种各样的植物、昆虫和动物。
为了验证生物动力害虫控制是否真的有效，布里斯托尔大学的简·梅莫特教授找到了40个农场进行比较——20个有机农场和20个传统农场。为了真正了解发生了什么，Memmott教授的团队正在研究生物扮演的有用角色，比如授粉或害虫控制，也被称为“生态系统服务”……
简:我们想看看整个农场的规模，我们也想看看物种之间的相互作用，因为生态系统服务，所有这些，都是关于物种之间的相互作用。无论是毛毛虫害虫和它的生物防治剂，无论是一朵花和一只蜜蜂之间的关系，导致苹果或番茄或其他什么，它们都涉及到相互作用。所以与其像之前的研究那样只计算物种;他们计算了有机农场和传统农场中有多少只鸟、多少只甲虫或多少只蜘蛛，并将两者进行比较，我们想把食物网放在一起。
在一项雄心勃勃的计划中，简和布里斯托尔大学的本科生们开始对所有40个农场进行测绘和采样——观察所有的植物、捕食者、猎物和害虫种类。他们特别关注了类寄生物——这些生物一生中有一部分时间寄生在另一种生物身上。虽然这听起来很可怕，但以毛毛虫为目标的拟寄生虫对害虫控制至关重要……
简:所以每个月都会有一组人去农场，在每个不同的栖息地取样。要做到这一点，你要用手和膝盖穿过栖息地，收集栖息地中所有的毛毛虫和所有的采叶虫，你要数栖息地中所有的植物。然后你把毛毛虫带回实验室，要么得到一只飞蛾，要么得到一只拟寄生虫。这样，这些信息就可以用来将所有物种连接到食物网中;谁吃谁，哪种毛毛虫吃哪种植物，哪种寄生蜂吃哪种毛毛虫。每个农场都有一个。
本:食物网可以预见地表明，有机农场的生物多样性略高于传统农场，但食物网本身并不能告诉你生态系统在对付害虫方面有多有效……
简:所以我们下一步的预测是有机农场将提供更好的生物害虫控制。那里有更多种类的拟寄生虫，更多的半自然栖息地，所以它们应该能更好地控制害虫。事实上，有机农业的整体理念是他们没有那么多害虫的原因之一是因为他们有所有这些有益的昆虫来吃掉所有的害虫。
所以我们接下来要做的——实际上这是我最喜欢的部分，也是最聪明的部分——就是得到这些网络之后，我们决定以某种方式操纵它们。现在我们想做的是，理想的实验，是找到一种害虫，一种新的害虫，把它放在所有的农场，看看有机农场是否能更好地控制它们。但你可以马上看出这是行不通的。这在伦理上，道德上是可疑的，你就是不能这么做——农民们再也不会让你回来了!所以你不能那样做，所以我们做的是我们找到了一种替代害虫，我们找到了一种类似害虫但不会自然出现在农场上的东西，我们可以用一种替代害虫来询问如果一种新的昆虫进入会发生什么。我们使用的昆虫是一种叫做火棘叶虫的昆虫。
本——正如它的名字所示，火棘叶虫是一种生活在火棘植物叶子里的害虫——火棘是一种耐寒、多刺的植物，通常在农场里找不到。通过在每个农场种植40丛火棘，并引入采叶虫，它们可以作为替代害虫，以显示自然害虫控制的水平。
简:我们的发现让我们很惊讶，因为我们发现对于这种特殊的物种，有机农场的害虫控制并不比传统农场好。所以他们被杀的人数并没有什么不同。这让我们有点摸不着头脑。我们所做的是，因为我们在每个农场都有这些网络，我们回到我们的网络并问，好，有多少类寄生虫可能会攻击这个物种?事实上，当你回顾预测什么会攻击它时，有机农场的拟寄生虫种类并不比传统农场多。
利用同样的数据，他们能够预测，在有机农场里，30多种昆虫中只有3种能得到更好的控制。Memmott教授现在计划从这些家庭中引入替代害虫，看看生物动力害虫控制是否真的有效。
那么这对有机农业意味着什么呢?
简:传统的农场都有很多半自然的栖息地，所以他们可以免费控制害虫，但他们不一定意识到害虫的存在。所以不仅仅是拥有更多的生物多样性，真正重要的是拥有合适的生物多样性。传统农场实际上可以从有机农场获得大量的生物多样性收益，而不需要批发有机。在英国，有机农场的比例永远不会超过5% -10%，我认为永远不会，所以90%的其他农场，如果他们能在他们的做法上做出小小的改变，那就会对全国的生物多样性产生巨大的影响。如果他们能从有机农场中获得一些真正有效的东西，而不需要大规模转化为有机，那么就可以在全国范围内获得巨大的生物多样性收益。
因此，采用有机农场的某些方面——例如种植健康的树篱和半自然栖息地，或减少对农药的依赖——可以使传统农场充满生物多样性，并自然地免受害虫的侵害。
但是大多数传统农民做出的微小改变，而不是另外2%的有机农场说，可能会产生巨大的影响。
克里斯-所以你不需要完全是有机的。只要一点有机的就行了。这是Jane Memmott教授，她在布里斯托尔大学和我们的Ben Valsler谈话。
海水温室
与Charlie Paton，海水温室有限公司
海伦:不管你怎么种植庄稼，不管它们是不是有机的，也不管你怎么处理害虫。有一样东西是农作物永远需要的，那就是水。我们现在请到了Charlie Paton他是一家名为“海水温室”的公司的总经理这个名字可能有点泄露了我们的信息但是我们将从他那里了解到他所做的一切。嗨,查理!感谢收看我们的节目。
查理-是的，你好。
海伦:首先，你能描述一下海水温室是什么吗?你希望解决的问题是什么?为什么我们需要它们?
查理-好吧。温室是——大多数人认为温室是暖房——这些是“凉爽的房子”，因为我们用海水来冷却它们。它们是为炎热的阿拉伯气候设计的，比如北非，中东和澳大利亚，我们用海水来冷却它们，我们把海水倒在一种结构上，这种结构是一种蜂窝纸板材料，介于蜂窝和海绵之间。所以我们有一个很大的被海水浸湿的墙的表面积。现在，当空气通过时，它会冷却，湿度会上升。所以，通过冷却空气和提高湿度，我们创造了植物生长的条件，否则它们将无法生长。
海伦:所以，你想在沙漠中部种植植物，因为那里太热，太干燥，没有足够的水，所以植物无法正常生长。
查理:没错。
海伦:所以你在冷却物体的同时也在制造水。
查理:我们也在制造水因为在温室的后端，我们有另一个类似蒸发器的安排，但是这次，我们在空气流出温室之前把热水，热海水放在后蒸发器上。然后它通过一个小的热交换器被我们在前墙上冷却的水冷却。所以，这就像洗个热水澡，看到水凝结在浴室的镜子上。
海伦:好的。那么，这些东西一定要建在海边吗?然后，当你生产出这些淡水后，你怎么处理这些盐呢?大概，最后会剩下一种非常浓的盐水。你用它做什么?
查理:目前，我们把盐放回海水中，但我们的目的是，在未来分离出各种矿物质，并将其中的许多矿物质用于植物本身。
海伦:所以，你也可以用盐来帮助种植植物，但是植物确实需要这些盐，只是量和量不同吗?
查理-没错。简单来说，如果你能从海水中取出盐，也就是一种氯化钠，你就得到了一种非常好的，婴儿型的混合物它包含了所有的微量元素和植物所需的很多营养物质。事实上，海藻和鱼粉可能是你能得到的最好的肥料。
海伦:现在，这需要电力吗?因为我认为，使用海水淡化厂的一个大问题是，它们真的很耗电。你必须使用大量的能量来创造淡水。你们的温室有用电吗?
查理-是的，我们是。这是一个非常少的电力，它是非常有效的。我们使用，典型的，如果我可以把这个角度来看，我们需要为泵和风扇提供能量来调节气流，典型的，我们使用大约两千瓦的电力来去除大约一兆瓦的热量。
海伦:那很好，是吗?
查理:效率很高。
海伦:太好了。从种植作物的效率来看，你需要多大的温室才能养活一个家庭或者一个村庄?
查理-哦，没有限制。我的意思是，温室是用模块化的方式建造的，规模没有限制。我的意思是，目前在欧洲，我们从温室里获得了很多新鲜的农产品，比如在西班牙南部，有4万公顷的温室，主要在冬季为欧洲生产反季节作物。
海伦:那么，这个方法在英国这样的国家有效吗?还是说你的目标是那些非常干旱的国家?
查理-不。它的目标是像北非，中东，澳大利亚，印度这样的地方。
海伦:我相信你有一个项目，对吗?叫做撒哈拉森林项目。这是怎么回事?
查理-没错。我们又向前迈进了一步我不确定你们是否熟悉聚光太阳能。但这是一个越来越有趣的过程，人们也越来越兴奋。只要在炎热的阳光充足的地方放一排镜子镜子聚焦在加热水的东西上把水变成蒸汽然后用蒸汽驱动汽轮机。它们有各种不同的版本，但有几个已经建成，还有很多正在规划中。欧洲有一些相当宏伟的计划，通过这些系统从撒哈拉获取电力。现在，我们的想法是，就像任何产生电的热过程一样，有很多热量需要释放。如果我们在这些发电厂附近有海水温室，我们就可以利用这些废热来蒸发和浓缩更多的水。
海伦:谢谢查理，刚才是查理·帕顿，他是海水温室的总经理，他们正在开发一种既能种植作物又能向干旱地区供应淡水的优雅系统!
为什么对肉类的需求在增加?
我们向乔纳森·琼斯教授提出了这个问题:嗯，很多人会合理地说，我们不应该增加肉类需求，但事实是我们会增加。很明显，中国人对肉类的胃口越来越大。这些人，从一周7天吃米饭，现在想要一周中有一天吃米饭加肉，甚至可能一周中有两天。因此，随着富裕程度的提高，对肉类的需求也会增加，我认为这是不幸的，因为如果我们少吃肉，尤其是在西方，我们可以减少对环境的影响。但无论如何，我认为这就是将要发生的事情，一个主要的贸易管道是从巴西到中国的大豆，用于养猪。查理·帕顿:少吃肉一定符合每个人的利益，因此，拥有更多的新鲜农产品的生物多样性一定符合每个人的利益，这是我们非常感兴趣的事情之一，鼓励。
我们能从发电厂收集蒸汽作为淡水吗?
我们向查理·帕顿提出了这个问题:嗯，这就是我们(与海水温室)讨论的本质问题。是的。没错，这是一回事。
快速生长的转基因植物更弱吗?
我们把这个问题交给了乔纳森·琼斯教授:通常，它们不会长得更快。它们只是更能抵抗疾病。这样损失就少了。例如，如果你的根没有被玉米根虫吃掉，它们实际上更强壮，因为它们可以吸收更多的水。根没有从等式中移除，所以水从土壤中收集。两者对于植物来说，都是更有效率的。
我能把一种植物的DNA注入另一种植物中来结出新的果实吗?
我们把这个问题交给乔纳森·琼斯教授:一种水果与另一种水果的区别，涉及到不止一个基因。这很复杂。如果你想把白葡萄变成红葡萄，那么区分它们的基因就被定义了。你可以把这个基因放进去，重新得到一颗红葡萄，但你不能用一个基因改变物种。
海水温室什么时候可以使用?
我们向查理·帕顿提出了这个问题:嗯，我们已经建造了三个，我们在世界不同的地方有三个演示，我们计划在澳大利亚进行相当大规模的商业运作，我希望，明年晚些时候，我们正在集中精力研究撒哈拉森林的想法。我们不知道从哪里开始，但我们正在把数字放在一起。
海水温室是否负担得起?
我们向查理·帕顿提出了这个问题:嗯，从某种意义上说，这是一种创造财富的方法，因为如果你没有水，你就什么也做不了。如果你有水，你就能创造工作，你就能创造食物，你就能创造能源。
为什么雨后的味道这么好闻?
这个问题的答案来得很慢，没有人确切地知道，也许我们仍然不确定，但是在20世纪60年代确实有一些关于这个问题的研究，1966年发表了一篇论文，科学家们认为他们得到了答案。
理论认为这可能是来自土壤的东西，与土壤中的水反应产生气味的东西，或者可能是有机的东西，有生命的东西事实证明，可能是后者。
一组科学家分析了空气，他们发现，当你取走土壤时，你会发现一种非常常见的土壤细菌，叫做放线菌。这些是丝状细菌，它们长出许多细丝，在土壤中分叉，吸收养分。
但它也有另一种形式，当土壤非常非常干燥时，它用它来保护自己。所以，在严重干旱的情况下，它会变成孢子这是细菌的一种休眠形式，它可以在水回来时重新激活，土壤是新鲜的，有很多好的环境让它再次利用。
所以科学家们认为，当你遇到阵雨时，它会在空气中产生美丽的地球气味，雨水落下来，落在干燥的土壤上，所有这些细菌都形成了这些小孢子，然后孢子被喷射到空气中，它们在云中四处漂浮。
因为它们很小，所以它们会在云中漂浮很长一段时间。然后你把它们吸进去，闻起来就是它们的味道。那是它们的味道。
但这也是细菌的一种传播形式，因为它会降落到另一片土地上，离开空气，发芽和生长。
所以，我想这是一点。另一件要记住的事情当然是，历史上科学家也提出了另一种可能性，那就是当水接触土壤或干燥的土壤或岩石时，会发生各种化学反应。所以，可能是某些气味，因为特定的岩石被浸湿了，然后化学反应发生了，然后它们产生了各种各样的化学物质，进入空气中。
但我们认为主要是放线菌，这是主要原因。
为什么洗衣粉能去除污渍，却不能去除染料?
第一部分的答案是;其中一个主要和重要的成分是表面活性剂表面活性剂分子很聪明，它的一边有一个疏水成分，这是一个憎水分子链。另一边是亲水的亲水成分。疏水链发现自己粘在衣服上的污渍上，亲水链对水有更强的吸引力。它们能够将污垢包裹起来，并将其卷成一个球状的小球，最终的结果是它们能够将污渍从你的衣服上移到洗涤水中。我们的一些洗涤剂含有天然衍生分子的酶。一般来说，我们使用不同的酶比如分解蛋白质的蛋白酶和分解淀粉的淀粉酶最后，我们使用的另一种主要成分，像大多数其他洗涤剂制造商一样是漂白剂。漂白剂将污渍变成更易溶解的无色颗粒，可以很容易地去除并带入洗涤水中。所以，实际上，它可以去除可漂白的染料。所以，为了回答这个问题的另一部分，洗衣剂可以去除某些染料，也可以去除污渍。大多数染料是由这些成分无法靶向的分子组成的。 Surfactants can't globuralize the dyes, nor can enzymes gobble them up, unless they're vegetable-based. But bleach can effect dyes and this is why, washing powders designed for colored clothes don't contain any bleach.
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