一粒種子從地球飛上太空,啟航奇妙之旅
夜長人自起,星月滿空江。悠遠深邃的星空,人類在一百萬年之前就開始仰望了。直到20世紀中葉,人類才邁出了探索星空的第一步。一個甲子過去了,人類在探索星空的征程上越走越遠,空間探測器「旅行者一號」穿越了奧爾特雲,離開了太陽系,這是人類科技到達的最遠地方。
發展航空技術,既是仰望星空探索宇宙的憧憬,也是腳踏實地利用航天技術反哺生產力發展,如促進農業和工業的科技進步。其中有一項航天技術就與人們的生活息息相關——太空育種。
當第一枚太空發射器奔赴太空時,人們就開始設想如果植物在太空中會有什麼變化。1946年開始,航天飛行不斷攜帶植物或種子上天,後來在空間站培育植物生長、開花的實驗也越來越多。在人類探索宇宙的征途中,不斷上天的植物一直在宇宙荒漠中釋放勃勃生機。
但是,我們為什麼要在太空中建農場呢?因為在特殊的空間環境下,種子變異的幾率較大。種子在航天的旅途中,歷經太空特殊的、地面無法模擬的環境(高真空,宇宙高能離子輻射,宇宙磁場、高潔凈)的誘變作用,身經百戰之後可能會變身超人,實現植物的變異。如出現高產、優質、早熟、抗病力強等優良性狀。
首先並不是每顆種子都會發生變異,其誘變率一般為百分之幾甚至千分之幾。其次植物的變異並不是只會朝好的方面,更多的時候只會出現致死、致畸或者出現不好的性狀,出現優良性狀的概率大概只有萬分之一。所以遨遊太空後的種子回到地球後,要進行的地面培育、篩選和驗證,至少要經過三至四代的篩選,然後到多個地區的試驗點去試種;試種成功後,再拿到品種審定委員會去審定。這一過程往往要經過4至6年的時間。
這樣經過無數航空工作者辛勤付出和育種專家嚴格篩選的品種,在某些方面比地面原先的品種更加出色,甚至能出現全新的品種,這就是我們平常說的「太空種子」。
回溯歷史,自1987年8月5日開始,隨著我國第九顆返回式科學試驗衛星的成功發射,一批水稻和青椒等農作物種子被送向了遙遙天際,這是我國農作物種子的首次太空之旅。到目前為止,我國利用返回式衛星先後進行了13次70多種農作物的空間搭載試驗,特別是863計劃實施以來,我國航天育種關鍵技術研究取得顯著進展,在水稻、小麥、棉花、番茄、青椒和芝麻等作物上誘變培育出一系列高產、優質、多抗的農作物新品種、新品系和新種質,其中目前已通過國家或省級審定的新品種或新組合有30多個,並從中獲得了一些有可能對農作物產量和品質產生重要影響的罕見突變材料。航天育種技術已成為快速培育農作物優良品種的重要途徑之一,在生產中發揮作用,為提升我國糧食綜合生產能力和農產品市場競爭力提供了重要技術支撐。
以前宇航員們在宇宙中種各式各樣的植物,大多是為了通過太空育種在地面收穫更加優秀的植物品種。但是隨著航天育種的研究進展得到迅速發展,於是航天育種出現了一種新思路——在宇宙飛行中種菜吃菜。
2014年,試驗艙「月宮一號」進行了了105天的月球基地生命保障系統的模擬,在地面上模擬了月球基地的運轉。「月宮一號」由1個綜合艙和兩個植物艙組成,氧氣和水都循環再生。實驗員在裡面種植了生菜、油麥菜、紫背天葵和苦菊4種蔬菜,所以他們在午餐時可以吃到自己種的新鮮蔬菜。
也許這將是人類星際旅行的一個突破點,在空間飛行器上建立起生態循環圈,人類可以在小小的密閉的環境中自給自足,因此人類的星際旅行或許可以成真。
本文為引鳳計劃原創


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