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種子的奇妙旅程——從迴轉儀到返回式衛星、宇宙飛船

農耕文化的興起,是人類歷史上的偉大跨越。隨著人口的不斷增加和種植面積的不斷地擴大,人們開始有意識地把自然條件下突然出現基因變異,而且是好的變異種子選出來,培育好(選育),然後一代代播種、收穫、再播種,讓這種好的變異固定下來、傳播開來。

單純地去等待自然的變異,顯然已經無法滿足人類日益迫切的需求,被動、大海撈針式的尋覓,讓一代代的育種專家們「心力交瘁」。於是,他們「化被動為主動」,開始想盡辦法,對種子開始了人工干預。

千年的陪伴

我是一顆種子。種子是大部分植物生命的起始。

數百萬年來,我的使命就是在自然界里遊盪,在風雨和陽光交替的大地上自然地生長,有時也會隨著各種各樣的生靈到處旅行。

後來,人類出現了。他們開始大規模地把我和我的同伴們收集起來,集中到一起種植,以獲取穩定的、更多的食物。

在自然環境和遺傳力量的神秘作用下,我們當中有一些出現了一些異樣的變化:有的變得特彆強壯,也有的特別羸弱。

聰明的人類發現了這些變化。他們欣喜若狂,把強壯的植株保護起來,視若珍寶,甚至專門辟出土地,把這些植株隔離起來,期望著下一代也能產生類似的性狀。

遺憾的是,有時候這種性狀可以遺傳下來,但更多的時候,它們在下一代或者幾代以後莫名地消失了。

不管怎麼說,隨著時間的推移,我們和人類的依存關係也變得越來越緊密。

結束「

自然蛻變」的道路

我很安於這種現狀,但是人類並不滿足,他們不甘於被動的等待和大海撈針式的尋覓。

200多年前的一天,一個名叫托馬斯·安德魯的人把我固定在水車輪子的邊緣上,一會兒向上、向右,一會兒向下、向左,試圖讓我們「主動」地產生一些變化——怎麼說呢,有一陣兒,我確實有點兒暈,但也沒覺得有什麼特別的發生。

不久以後,德國一位名叫朱利葉斯·馮·薩克斯的植物學家建造出了世界上第一台迴轉儀,用來抵消地球對我的重力效應。藉助迴轉儀,人們發現了我更多的秘密。

20世紀初,各國的三維迴轉儀相繼面世,我也正式結束了依靠自然選擇蛻變的道路。我開始被人們深入研究,探索我的生長過程,甚至是基因分子層面的變化。

除了探索不同重力環境對我的影響,人們還利用現代的科學技術,建立了「零磁空間實驗室」,對我進行零磁空間基因誘變效應及作用機理等方面的研究。

人們利用伽馬射線、X射線、紫外線等等去照射、轟擊我們的身體,促使我們的細胞、基因等發生變化。用得比較多的是伽馬射線。這種射線能量很高,波長又較短,具有很強的穿透能力,能夠把能量直接作用到我們的細胞、分子層面。

直徑200米的日本茨城縣伽馬射線輻射育種研究所

我們還經常乘坐「高空科學氣球」,飛到高空,去接受惡劣環境的刺激。最高的時候,我飛到了50千米高,這遠遠超過大型民航客機的巡航高度。

重力、磁場、輻射和真空環境的刺激,觸發了我們的「進化之門」:我們越來越強壯,產量越來越高,個頭越來越大,抗病能力也越來越強——當然,在蛻變的過程中,也淘汰了很多「負向進化」的夥伴們。

飛向太空

20世紀中葉開始,人類開始邁出探索宇宙的步伐。人們發現,太空同時具有微重力、弱地磁、強輻射、高真空、超低溫、極潔凈等特點,正是種子們「修鍊」的絕佳之地。在最初和後來的征程中,人類經常帶我們到太空去接受嚴酷的洗禮。太空真美,但是必須要回去——那兒並不適合生命生存。

在「實踐八號」衛星上進行的植物在軌生長實驗

時至今日,我們已經是太空飛行航線上的「常客」了。我很輕,從不挑飛行器,載人飛船、返回式衛星、空間實驗室、空間站等航天器,隨便什麼能上天的都行。

經過長期的實踐,科學家發現,經過太空歷練後,我們的染色體畸變頻率有較大幅度的增加,在後續的培育中發生了一系列讓驚喜的變化。從太空到地面,我們像是涅槃的鳳凰,在一次次生命的輪迴里更加強大。

太空佛手茄

(本文素材來自《航天育種簡史》,作者郭銳)

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