[文汇报]重力小了,根就追着水分空中绕圈

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时间:2016-11-25  来源:文本大小:【 |  | 】  【打印

记者在人工气候室看到了从太空返回的拟南芥

重力小了,根就追着水分空中绕圈

    

刚从太空返回单元中取出的拟南芥。王丽华摄 

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  在天宫二号空间实验室中生长了48天的拟南芥,上周跟随高等植物箱实验设计者之一———中科院上海植物生理生态研究所研究员郑慧琼回到了上海。经过两天多紧张的材料处理,剩下的拟南芥住进了人工气候室。 

  日前,记者看到了这些珍稀的“太空游客”,并听说了高等植物箱内的它们在这一个多月太空旅行中的奇异表现:水稻“吐水”的水滴落不下来,叶片顶着大水珠生长;拟南芥的根更是奇特,为追逐水分,居然在空中绕圈生长,根本不理会大地在何方。接下来,科学家将对材料进行细胞、基因分析,从中寻找重力对植物生长的影响机理,为未来发展太空农业做准备。 

  “保温杯”里长出20多棵小苗 

  人工气候室的一间实验房中,从太空返回的拟南芥仍然装在送它上太空的“保温杯”中———看起来好像一只瘦长的磨砂玻璃杯,杯口不过5厘米宽,高不足20厘米。不同的是,它被固定在一个方形底座上,连接着一个小小的泵。“刚安装上空间实验室时,种子都是干的,要靠泵给它们注进营养液才能萌发。”郑慧琼说,高等植物箱是天宫二号空间实验室中的一项,里面安放了水稻和拟南芥的种子,分别用LED灯光给予长日照和短日照,观察它们在空间微重力环境下的生长过程。 

  她说,这不是简单看几棵植物的萌发,而是要探索在太空中植物种植的经验,“现在与我们生活休戚相关的植物,无不高度适应地球的重力环境,如果未来人类要离开地球,植物在太空航行中会起到举足轻重的作用。了解它们在太空中的生长发育规律,是重要的第一步。” 

  这个种在“小杯子”里的拟南芥,则是箱子的返回单元,由航天员带回地球。在“杯子”外层,保温、照明等生命保障系统一应俱全,可整个返回单元大小看起来和不到500毫升的保温杯差不多———这是中科院上海技术物理研究所科学家为实验特别设计的。 

  814日安装上空间实验室,9月 15日升空,929日注液,1116日实验结束,1118日返回地面,1119日到上海,后续待实验……”郑慧琼的电脑里,记录着这批拟南芥的“履历”。为了预防上天之后种子萌发困难,他们特地装了20多颗种子,没想到居然基本全发芽了。当返回单元打开时,杯子里浓郁的一片绿色,让郑慧琼吊了近两个月的心放了下来。 

   花瓣短,根和叶长成一团乱麻 

  刚打开“保温杯”,实验的另一位设计者孙卫宁研究员在上海看到传回的照片,迫不及待琢磨起来:这些拟南芥在太空中长了40多天,可看起来和地面上20多天的样子差不多;花苞是有了,可花瓣看起来比地面上短了一些,果荚还嫩,看起来刚结了三四天的样子…… 

  过去一个多月,她和郑慧琼一起,不断关注从天宫上传回的图像,让植物在太空中生长这么长的时间,在我国还是第一次。目前,水稻已经长到接近20厘米高,由于选用的是特殊的矮个儿水稻,因此这就算基本长成了。“不过,叶子比较少,长得也慢,至今还没抽穗开花的迹象。”她说,这次实验的一个重要目的就是看重力如何影响开花基因,所以每一点与地面的不同都值得探索。 

  相比严肃的研究,植物在太空中有更多富有喜感的表现——— 

  水稻会有一种吐水的生理现象,就是水分会从叶片上渗出,凝成水滴。在地球上,水滴会在重力作用下自然落地,可在重力只有地面千分之一的天宫二号上,这些水就滴不下来了,水滴越凝越大,水稻叶子好像顶着一个水做的大帽子一样在生长。 

  更有趣的是植物的根。在地球上,在重力作用下,根会朝着地面钻下去,寻找水分。没有了重力的指引,根寻找水分的本领似乎得到了更充分的发挥———它四处生长,好像在不停地“嗅”水源。“从传回的图像上看到,有些拟南芥的根在空中生长,足足绕了一个圈子,最后向有水的小孔延伸过去。”孙卫宁说,感觉它像长了鼻子一样,究竟是什么让根具有这种能力,值得好好研究。 

  或许,在地球上颇有难度的立体栽培,在太空中会变得简单。郑慧琼说,如果根会自动寻找水和养分,那无论土壤在哪里,它都会自动扎根,今后设计太空农场就可以更充分利用空间,“要在天花板、墙面上种满植物,可能易如反掌。”只是,叶子和茎挺不起来,根却浮到空中,在地球上看起来整齐有序的一切,在这里成了一团乱麻。 

  回到地面两三天后,拟南芥的茎似乎没刚出舱时那么软趴趴了,根也不再悬在空中。科学家已经将一半拟南芥切片、固定,让它停留太空返回状态,以便开展进一步研究。 

    

  《文汇报》 20161125日第4 

  作者:许琦敏 

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