太空中看生命，開花結果

最近，中國科學院上海技術物理研究所研究員鄭偉波，與大家分享了在“天宮二號”“實踐十號”和“天舟一號”上開展太空生命實驗的故事。在他的描述中，我們可以了解到，在太空環境下，植物的種子是怎么發芽的，它們開花結果與在地球上有何不同;也可以了解到動物的胚胎能否在太空環境下正常發育、成長。

太空艙中擬南芥花開更多

幾年前，我們就已收獲了比較成熟的“太空種子”。中國航天工業總公司航天育種中心和中國農科院、中科院合作，曾.選擇過一些大田作物、蔬菜、花卉、中藥材等優良種子，搭載我國的返回式衛星，飛行5-7天后再返回陸地，到地面栽培試驗4-5年，然后篩選出特別的“太空種子”。根據航天育種的原理，這些植物種子是在宇宙輻射、微重力、弱地磁、高真空以及低溫等綜合因素的作用下，發生過基因變異，返回地面后再經過專門的培育和篩選，便形成有明顯優勢的新品種。如今已培育成功的包括有甜椒、尖椒、西紅柿、南瓜、西瓜、油菜等。但這些“太空種子”都只是在休眠狀態下去外太空“走了一遭”，并沒有在外太空發芽、生長，這次鄭偉波介紹的卻是在太空環境下發芽、生長的植物，重點實驗對象就是擬南芥和水稻。

擬南芥又名鼠耳芥、阿拉伯草，屬十字花科，是自花授粉植物。它被科學家譽為“植物中的果蠅”，因為它基因高度純合，突變率很高，容易獲得各種代謝功能的缺陷型，是進行遺傳學研究的好材料。鄭偉波說，在地面，種子埋在土壤里，為它澆水，有合適的溫度和陽光，它就能萌芽。但這個過程在太空環境中操作就非常復雜了。這里所說的太空是指地球大氣層以外的宇宙空間。那里是真空環境，沒有空氣，沒有水，宇宙輻射也很強，同時還處于失重狀態，環境和地球上有很多不同。

為了研究微重力環境對植物生命節律的影響，研究人員先把水稻和擬南芥種子放在高等植物培養箱中，在飛船進入太空后開始“解凍”，讓種子開始生命周期。通常水稻和擬南芥都要培養一年才能完成一個周期，這期間必須給種子澆水、施肥、保證空氣流通，還有陽光照射……培養箱里可以解決日照問題，但在太空中，水和空氣很難分離，用帶去太空的水澆灌種子時，水很難落進土壤，土壤里的空氣也不會流通，要給種子加多少水更不好控制。研究人員先把水注入土壤，浸泡種子，再利用“毛細現象”把水引走，通過毛細管把回收的水再送回土壤，這樣來完成水循環，既保證了水和空氣的流通，又不浪費水，以此滿足植物一年的全生命周期的培養需求。

2016年9月15日，擬南芥和水稻種子隨“天宮二號”發射入軌.8天之后太空實驗啟動。鄭偉波說：“剛開始我們都很忐忑，但實驗啟動5天后，擬南芥種子冒出一個小芽;20天后，水稻的小芽也頂著一顆碩大的水珠冒了出來。那時我們真的非常開心，一顆懸著的心終于放了下來。”

后期，他們持續觀察，發現植物的確可以在太空生長發育，但太空環境也的確對植物有很多影響。擬南芥在地面一般只有四五十天的壽命，而“天官二號”上的擬南芥卻在太空中生長了400多天，壽命更長。其中的原因還有待科學家作進一步的研究分析。

實驗艙里小鼠胚胎終成鼠

在航天技術的發展過程中，其實有很多的小動物被送上了太空進行實驗。如今的太空動物實驗，早已不僅是安全返回的問題了。科學家認為，今后無論是人類還是其他動物，在長期太空旅行中，胚胎發育都會是必然要經歷的事情。所以除了植物栽培，研究人員還在太空進行了細胞、胚胎的培養。

研究人員可以看到，小鼠的細胞胚胎在飛船入軌后，在太空中開始從兩細胞分裂成四細胞、八細胞……最后逐漸分裂成囊胚。但發育過程還是受到太空環境的一些影響，科學家仍在對此作進一步的基因組分析。不過他們相信，這個胚胎發育過程是成功的。因為在地面實驗中，他們曾將在這種特制的培育箱中由胚胎發育而成的囊胚植入到小鼠母體，最后真的長出了小老鼠。當然這還需要進一步實驗來驗證。

此外，研究人員還在“實踐十號”和“天舟一號”上開展了一些干細胞太空實驗。干細胞的研究十分重要，因為這種神奇的細胞不但能實現自我復制，還能分化成各種各樣的功能細胞，比如心臟細胞，還有其他組成人體各種器官的細胞。所以，研究人員希望了解干細胞在太空中是否也能正常自我復制和分化。

鄭偉波表示，開展太空生命探索主要有兩種手段：一是監視太空中的細微變化，檢測手段多種多樣，顯微鏡是其中之一：二是把動植物或者細胞的太空實驗樣本帶回地面，供科學家進一步分析。研究人員一直在持續進行這些實驗，他們相信，未來人類終將要走出地球，跨向宇宙。所謂“兵馬未動，糧草先行”，未來人類還需要開展更多種多樣的太空生命探索研究。

（摘自《羊城晚報》那拉）