許多人應(yīng)該都知道,中國(guó)人在點(diǎn)自己的“技能樹”時(shí),總是會(huì)將“種田”技能點(diǎn)滿??梢哉f,現(xiàn)在不少人雖然生活在城市中缺少種地的環(huán)境,卻也會(huì)在條件允許的情況下在“花盆”里種菜,并且樂此不疲。
種田是刻在DNA里的“天賦”
如今,這種耕種愛好已經(jīng)不局限于地面了,而是朝著宇宙深處走去。那么,為何每次神舟飛天都攜帶種子呢?原來背后靠著的是2000億市場(chǎng),太空育種真的很厲害。
接下來,就讓我們一起來看看中國(guó)人是如何在太空上種菜的,又獲得了怎樣的種菜成就。
神舟十二號(hào)攜帶的植物種子
太空育種是什么?
首先咱們先來簡(jiǎn)單介紹一下太空育種到底是什么,從字面上來看就是在太空環(huán)境當(dāng)中培育作物,使其能夠生長(zhǎng)。
比如說不少人都在電影《火星救援》當(dāng)中看過主角在火星種土豆的情景,這從某種意義上來說也算得上是太空育種了。
《火星救援》電影中,溫室里的土豆苗
實(shí)際上,太空育種也叫做航天誘變育種,其指的是人類利用太空的特殊環(huán)境特征對(duì)作物進(jìn)行改良,最終“擇優(yōu)錄取”,培育出各方面表現(xiàn)更好地種子。
因?yàn)樘债?dāng)中的環(huán)境和地球上的環(huán)境差異還是非常大的,比如宇宙粒子、微重力、高真空等因素都對(duì)作物的生長(zhǎng)有著影響,其中宇宙高能粒子的輻射被認(rèn)作是主要因素。
太陽會(huì)向宇宙發(fā)射電磁波與粒子流
總之在諸多太空因素的共同作用之下,種子的發(fā)芽率、增長(zhǎng)潛力、形態(tài)和同工酶等等都會(huì)發(fā)生變異。
到了后續(xù)生產(chǎn)時(shí),農(nóng)作物的產(chǎn)量、抗病性、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量也會(huì)有明顯的變化,這些性狀的改變有好也有壞,而“育種”的準(zhǔn)則是“擇優(yōu)錄取”,所以育種的主要工作就是選出有利于人類需求的植株。
太空育種過程示意圖
人類的太空育種工作其實(shí)從很早就開始了,自從上世紀(jì)人類成功進(jìn)入太空之后,國(guó)外的科學(xué)家就將各種植物、動(dòng)物放進(jìn)飛船和衛(wèi)星當(dāng)中,讓它們參與太空旅行,期待這些來自地球的生物會(huì)出現(xiàn)某些神奇的變化。
我國(guó)自從實(shí)現(xiàn)了自主發(fā)射飛船并完成返航之后,就讓更多農(nóng)作物的種子隨著神舟系列飛船一起進(jìn)入了太空,并且在那里它們并不是“自生自滅”,而是在宇航員的幫助和研究之下生長(zhǎng),為人類提供更多的數(shù)據(jù)。
神舟十一號(hào)搭載的植物試管苗
那么,我國(guó)的太空育種是如何發(fā)展的呢?
我國(guó)的太空育種發(fā)展過程
我國(guó)的航天事業(yè)自本世紀(jì)初就進(jìn)入了快速發(fā)展的階段,許多人應(yīng)該都覺得神舟五號(hào)的發(fā)射還是昨天的事情,可是現(xiàn)在中國(guó)的空間站都已經(jīng)搭好了。
我國(guó)的“天宮”空間站
作為將“種田”愛好刻在DNA里的民族,我們自從得知太空育種可以實(shí)現(xiàn)之后,就為其傾注了不少的精力。而整個(gè)太空育種,大致可以分為這樣幾個(gè)階段。
第一階段以準(zhǔn)備為主,具體是在1987年到1995年之間,在1987年時(shí)我國(guó)第九顆返回式科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的成功發(fā)射,第一次將農(nóng)作物的種子送上了太空,開啟了中國(guó)的太空育種旅程。
而到了1995年時(shí),我國(guó)農(nóng)業(yè)、航天相關(guān)領(lǐng)域的專家經(jīng)過會(huì)談之后,一致認(rèn)同將航天育種工程列入國(guó)家重大科技工程計(jì)劃當(dāng)中。
通過嚴(yán)格選拔才能“上天”的太空種子
到了第二階段,也就是1996年到2005年,太空育種得到了正式立項(xiàng),真正成為了太空領(lǐng)域研究當(dāng)中一個(gè)極為重要的項(xiàng)目。
以2003年國(guó)家各機(jī)關(guān)印發(fā)的《關(guān)于審批航天育種工程項(xiàng)目可行性研究報(bào)告的請(qǐng)示》通知來看,國(guó)家對(duì)太空育種還是相當(dāng)重視的,總投資達(dá)到了2.85億元。
“上過天”的太空種子們
最后一階段則是2005年至今,這是我國(guó)太空育種的發(fā)展階段。并且2006年時(shí),我國(guó)還首次發(fā)射了專門的育種衛(wèi)星名為“實(shí)踐八號(hào)”,重點(diǎn)就是培育農(nóng)作物的新品種,為地面農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增產(chǎn)做出貢獻(xiàn)。
資料顯示,截止至2013年,我國(guó)已成功培育200多個(gè)“航天育種”農(nóng)作物品種,僅以太空蔬菜為例,就有太空辣椒17種、太空茄子7種、太空番茄5種、太空瓜類7種、太空葫蘆3種等數(shù)十個(gè)航天蔬菜新品種通過省級(jí)鑒定,獲準(zhǔn)推廣。
實(shí)踐八號(hào)育種衛(wèi)星的返回艙
更不用說,隨著神舟系列飛船進(jìn)入太空的頻率越來越高,太空育種在2013年之后的近10年間,應(yīng)該又取得了重大的進(jìn)步。并且太空育種的成就也不僅局限于研究創(chuàng)新,它在經(jīng)濟(jì)上的貢獻(xiàn)也很多,已經(jīng)創(chuàng)造出了大約2000億的市場(chǎng)。
太空育種的投資與它的反饋相比,確實(shí)算得上是九牛一毛了。
那么,太空育種一般需要經(jīng)過怎樣特定的程序?太空育種得到的果實(shí)真的安全嗎?這么多年的太空育種為我們帶來了什么?
罕見的航天育種植物
太空育種的程序和成果
在我們看來,太空育種可能非常的簡(jiǎn)單,就是將種子和土壤帶上太空,觀察它們的變化就好了。但是咱們?cè)谇拔闹刑岬?,太空育種是遵循“擇優(yōu)錄取”的,所以并不是每次都有天降的好運(yùn)一次性培育出優(yōu)良品種。
整個(gè)育種的過程往往需要多次重復(fù),不僅在選擇原種的時(shí)候要選擇具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和抗病特征的農(nóng)作物種子,還要經(jīng)過第一代種子培育、第二代選育、第三代加代選育、第四代選育甚至多點(diǎn)區(qū)域試驗(yàn)的程序,最終才能選出一位“太空種子優(yōu)等生”。
國(guó)際空間站上的蔬菜生產(chǎn)系統(tǒng)
足以見得,太空育種所需花費(fèi)的時(shí)間和投入的精力是非常大的,并不是朝夕之間就能出結(jié)果的。
但是我國(guó)的起步相對(duì)而言還是比較早的,又在后續(xù)下了不少的功夫,所以獲得的成就還是十分可觀的。
根據(jù)農(nóng)業(yè)專家的介紹,如果是在地面進(jìn)行傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)育種,往往需要8到10年的時(shí)間,而如今的太空育種卻直接將這個(gè)周期縮短了一半。
我國(guó)航天工作人員取出搭載的太空種子
在這種情況下,已經(jīng)有大量的新品種農(nóng)作物在得到批準(zhǔn)之后進(jìn)入了市場(chǎng)并得到了推廣,為我國(guó)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),“十一五”期間,全國(guó)航天工程培育的作物新品種累計(jì)示范應(yīng)用面積超過267萬公頃,增產(chǎn)糧棉油12億公斤,創(chuàng)造社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益19億元。
太空種子種出的健康蔬菜
這樣來看,神舟飛船每次升空都帶著種子一起確實(shí)是正確的,因?yàn)樘沼N對(duì)于地面的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)十分重要。
并且,在全球氣候不斷惡化的情況下,農(nóng)作物在未來可能會(huì)面臨更嚴(yán)酷的環(huán)境,因此我們要未雨綢繆,讓太空育種盡量走在前沿,避免災(zāi)難來臨時(shí)面臨大規(guī)模減產(chǎn)甚至零出產(chǎn)的情況。
隨著神舟十二號(hào)載人飛船歸來的石斛種子
不過太空育種也存在一定的問題,比如研究成本高、種子是否具備安全性等,這些都影響了太空育種的未來發(fā)展。因此,科學(xué)家認(rèn)為太空育種還是有漫長(zhǎng)的道路要走。
此外,相信大家更關(guān)注的應(yīng)該就是太空育種的安全性問題,因?yàn)樗瓷先ニ坪鹾娃D(zhuǎn)基因作物差不多。并且還有人認(rèn)為,宇宙高能粒子的輻射雖然可以使種子變異表現(xiàn)出其他的性狀,但是這些輻射如果隨之進(jìn)入人體就很麻煩了。
太空蔬菜亮相于國(guó)際農(nóng)交會(huì)
科學(xué)家表示不必?fù)?dān)心這個(gè),因?yàn)樘沼N受到的輻射劑量非常低,僅相當(dāng)于一名核輻射從業(yè)人員一年吸收的核輻射安全累積量的十分之一都不到。
至于大家將其與轉(zhuǎn)基因混為一談,也是不對(duì)的,因?yàn)樘沼N從本質(zhì)上來說是農(nóng)作物在環(huán)境之下自己發(fā)生的變異,人為的干涉比較少。而轉(zhuǎn)基因是有外源基因?qū)氲?,在這種情況下,二者明顯不處在同一個(gè)層面。
經(jīng)過培育篩選后的太空植物才能應(yīng)用推廣
綜上所述,太空育種還是比較安全的,并且確實(shí)能為人類的未來帶來不少的好處,尤其是在地球氣候日益惡劣的今天,太空育種在做的就是提前篩選出“物競(jìng)天擇”當(dāng)中的勝者,以免讓人類遭遇恐怖的“饑荒”
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