太空中植物是怎么生长的?

发布网友发布时间：2022-12-27 03:46

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热心网友时间：2023-10-18 16:18

人类一直有探索太空的梦想，除了自身进入宇宙环境，也尝试往太空引入不同的物种。其中，植物就是重要的成员。从20世纪70年代开始，人类就做好了在太空栽种植物的准备。目前进行的太空植物栽培活动，主要在近地轨道展开。那么，适应了地球生态系统的植株，在微重力的太空环境中，会有怎样不同的生命过程呢？

科学家发现了一系列奇妙的现象。

首先，地球上的生物都受地球引力的影响。对于植物而言，植物垂直于地面生长，茎段向上，根段向下。哪怕将植物横向放置，也会出现茎向上弯曲、根向下弯曲的生长现象，这种现象叫作植物的向重力性，也叫向地性。

不过，对于在宇宙飞行器上的植物，它们接受的重力环境不到地面的万分之一。微重力对于植物的生长就没有方向性的指引，一旦植物感受不到光照等外界环境的影响，那么它的生长就会出现一种不定向生长特点。为了让植物可以辨识方向，科学家采用独特的实验装置：植物被固定栽种在琼脂这样的基质中，从而保证植物可以按序生长。

重力的作用不仅体现在生长方向上，还体现在非常重要的繁衍过程中。在地球上，重力可以轻而易举地让花粉扩散在雌蕊柱头上，从而开启授粉和受精事件。不过，在微重力和失重情形下，扩散的花粉大多会飘浮在空中，很难留在柱头上。即便有花粉在柱头散落，也会因为花粉粒数量稀少而导致花粉萌发率降低，拖慢了花粉管的伸长，从而影响植物培养下一代。要想解决这一问题，研究者可以在植物培养箱中添加气流系统。通过上述装置，种子就可以完成正常的发芽、生长和开花等过程。

总体而言，水分传导和气体交换等特性在空间微重力下与地面有诸多差异，因此，在太空植物栽培过程中，曾出现根系过涝和缺氧现象。那么，在太空微重力的环境下，植物能否完成相应的发育过程呢？到目前为止，科学家采用拟南芥（一种生物学中的经典模式植物），在空间站完成了多次种子生长、繁殖、发育实验。由此可知，如果培育条件适当，那么植物就可以正常地完成发育的全过程。除了模式植物拟南芥，目前已经有四十多种植物进入太空，包括洋葱、生菜等食用级植物和兰花、玫瑰等观赏级植物，它们在各种太空植物栽培设施中，陪伴人类走出地球。不过，这并不是终点。在未来，科学家将继续突破，期待为宇航员建立一个“太空农场”，从而实现自给自足的食物来源。毕竟，未来人类探索星际活动会朝距离更远、时间更长的方向前进，对于物质和能源的需求不能只依赖地球供给，因此，植物在未来物质循环系统中会成为重要的一环，科学家也会朝这个方向迈出更坚实的一步。