太空育种——一颗种子的飞天记

随着航天技术的迅猛发展

人类探索太空已经不再是梦想了

如何利用植物保障人类

在地外环境中生存所需要的资源

成为了空间生命科学的重要议题

育种专家们自然不会放过

这么好的机会

将种子送入梦寐以求的最佳“实验室”进行研究

今天就让我们来看看

那些植物“上天”科研史吧

01

“这是我的一小口”

植物在外层空间的生长，一直是科学界非常感兴趣的课题。现代航天事业起步之后，植物经常被带到低地球轨道的太空中，研究在失重但加压的受控环境中的生长情况。

航天员在空间站里照料蔬菜生产系统设备

不过，在太空中种植植物的挑战是如何让植物在没有重力的情况下生长。这不但涉及到失重如何影响根系，也考验着人们如何提供合适的照明。好在空间飞行已经证明，植物根系可以在亚重力和微重力下继续工作。

2016年1月，在国际空间站种植的一种橙色紫荆花

国际空间站中的航天员们自2014年开始种植蔬菜工作。第二年的8月，他们略带紧张地咬出了人类历史上具有纪念意义的一口——首次品尝了在太空种植出来的生菜！

当年美国航天员阿姆斯特朗首登月球，感慨万分地说道：“这是我个人的一小步，却是人类的一大步。”现在，我们可以把这句经典的话，套用在国际空间站上那些第一次在太空中吃自种生菜的航天员身上：“这是我个人的一小口，但却是人类的一大口。”

航天员杰西卡·梅尔在国际空间站享用新鲜收获的绿芥末

02

植物种子“上天史”

第一批进入太空的生物体是1946年7月9日由美国发射的。当时所采用的载具是从德国搜集来的V-2火箭，发射到134千米高度。具体的物品是“特别开发的种子”，但是样品没有回收。

美国自1966年发射第一颗专用生物卫星开始，就在上面搭载有植物和植物种子了。后来，又利用其他航天器，搭载了燕麦、小麦、扁豆、松树等植物的种子、幼苗，进行研究实验。

小麦在空间站里从发芽到抽穗的过程

1982年，苏联礼炮7号空间站的航天员利用Fiton-3实验性微型温室装置种植了一些拟南芥，从而成为第一批在太空开花和产生种子的植物。在同时代，美国的天空实验室研究了微重力和光对水稻的影响。1997年，SVET-2号空间温室在和平号空间站上成功地实现了种子植物生长。

航天飞机上也进行了一些植物试验。例如，1983年艾伦·H·布朗在哥伦比亚号航天飞机上观察了向日葵幼苗运动记录。他们观察到，尽管没有重力，幼苗仍然经历了旋转生长，显示这些行为是该植物的本能。

2018年12月，德国航空航天中心将EuCROPIS卫星送入低地球轨道。这个任务携带了两个温室，打算在模拟月球和火星的重力下种植西红柿（每个温室6个月）。

03

空间站上的植物试验

从礼炮号空间站到和平号空间站，再到国际空间站，植物试验一直是重点内容之一。

礼炮7号空间站在1982年的试验并不成功，拟南芥从种子生长到成熟，再到开花结果，算是取得了有限的成功，但植物生长非常缓慢，健康程度也很差。

“礼炮七号”空间站

而在后来“和平号”空间站历时15年的太空绕地飞行过程中，苏联航天员们进行了大量的空间生命科学实验，涉及的动植物种类也不少。

令人称奇的是，他们还在空间站上建立了一间名为“拉达”、面积为900平方厘米的小型温室。虽然面积不大，但依然种植了100多种植物，完成了播种、发芽、生长、开花、结果的全过程，而且还如愿以偿地收获了粮食作物的代表——小麦和经济作物的代表——油菜！

国际空间站投入使用后，为植物试验提供了更好的条件。不但美国和俄罗斯，欧洲和加拿大也实施了自己的植物试验，并取得了可喜的成果。

俄罗斯航天员正在照料国际空间站上的拉达系统

在载人航天飞行环境中，植物可以作为食物，可以代谢空气中的二氧化碳、产生氧气，也可以帮助控制舱内的湿度。同时，它也可以改善航天员的心情。所以，太空植物必将是载人航天活动，特别是未来载人深空探测的重要内容之一。

建立生物生命支持系统，是一项基本却非常复杂的科学任务，也是未来长期载人航天任务的先决条件。我们有理由相信，太空菜园和太空农场，不会是很遥远的东西了。

综合整理自中国航天科普、《太空探索》《航天育种简史》等

编辑/万纪玮

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