天舟四号携带了一批种子上天!航天员难道要在太空种菜吗?

5月10日凌晨,天舟四号顺利从海南文昌发射中心发射升空,经过约6个半小时的飞行成功与天宫空间站会合,并自主完成对接,标志着我国天宫空间站正式开启全面建造的步伐,为今年中国航天“六连发”开了一个好头。

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天舟四号所携带的物资

预计在今年的6月份,神舟十四号将搭载3名航天员进入天宫空间站,同样也将在空间站内开展为期6个月的驻留任务。此次天舟四号货运飞船所携带的“货物”,正是为了神舟十四号乘组开展驻留任务提供必要的物资,届时神舟十四号登上空间站以后,将会对天舟四号中的货物进行清点、整理,然后分门别类地将其放置在专门的位置上,为后续的工作和生活提供便利。

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据相关负责人介绍,此次天舟四号货运飞船携带的物资,分别放到了40多个储物箱中,总体可以划分为五类物资,分别是:

在空间站上开展相应空间实验所需要的仪器和设备;航天员在空间站的生活中需要使用和消耗的物资,主要包括各种食品、生活必需品以及航天员的个人物品;用于维护和更换空间站中一些仪器设备的工具和成品;放置在“冷藏柜”中用以开展基础保障、医疗检测和医学研究的特殊物品。除此之外,此次天舟四号携带的物资中,还有比以往货运飞船中很少涉及的农作物种子,包括小麦、玉米和高粱等。

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航天员是为了种菜吗?

有人不禁要问了,携带这些种子肯定是要在天宫空间站上种植,这些农作物种子难道是要生产出一些粮食来供应给航天员食用吗?天舟四号所携带的食品不够航天员吃的吗?

答案是否定的。我国在设计天舟四号结构和确定所携带的物资时,已经完全考虑了航天员在太空中长达6个月的驻留时间,不但所携带的食品足够3位航天员食用,而且种类和样式十分丰富,完全不用在太空中种植来弥补空缺。再者来说,这些农作物的生长周期都很长,而且受空间站布局以及货运飞船的载荷限制,携带的种子数量肯定不是太多,再加上如果要加工成食物,还得需要各种仪器设备的处理,程度很复杂,完全没有必要这么做。

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因此,将小麦玉米高粱这些种子带上太空,最根本的目的还是为了开展相关科学试验研究,重点观察植物种子在太空中的生长发育情况,以及在不同于地面的太空环境中,这些植物种子发生基因突变的情况,从而为“太空育种”研究提供第一手材料,最终目的是通过这项研究,是否能够选育出耐受能力更强、产量更高、口感更好的新品种来。

太空育种的原理

大家知道,任何生物性状的表达,都依赖于自身的基因,基因通过控制蛋白质的合成和影响酶的合成,来决定染色体的构成以及细胞的新陈代谢,但是在不同的环境下(如温度、水分、光照等),生物在适应自然环境的过程中,会逐渐形成特有的基因性状表达方式,从而在个体大小、机体颜色、繁殖策略等方面发生分化,最终演变化不同的物种。

同一个物种,如果将其放置到不同的环境中,那么也可能会加速基因的突变。在正常情况下,任何生物的DNA在复制和转录过程中,都会有较小的几率发生匹配“错误”,从而产生没有方向性(随机)的变化,而有利的突变会促进生物个体更好地适应外界环境的变化,不利的突变最终会让生物个体甚至整个种群质量变差直至灭绝。世界上生物个体的大部分基因突变,是表现不出有利或者不利特征的。

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而太空中的环境,与地球表面大不相同,主要表现为微重力、高辐射,在这样的环境中,植物的种子所产生的后代,发生基因突变的几率大大提高。而对于那些生长周期不是太长的植物来说,在代际间发生遗传信息变化的可能性会大为提升,植物的后代有可能出现生长更快、产量更高、抗病性更强、口感更好的基因突变。

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当然也会出现一些反向的突变,人们根据实际需要,将那些产生更有利于人类需求的突变个体保留下来,继续实行代际间的回交或者杂交程序,那么就有可能使更多有利于人类的性状表达和稳定下来,这个过程就是“太空育种”的基本原理和实施过程,是一个需要较长时间周期和较复杂程序的系统性工程。

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早在2016年,我国就在天宫二号上开展了生菜种植实验,又在2019年于天宫二号上开展了水稻、拟南芥两种作物的种植实验,天舟四号所携带的农作物种子,是我国开展“太空育种”相关实验的进一步延续和深化。像国际空间站上,几乎都在持续开展相应的太空种植蔬菜的实验,这个领域的研究,已经成为世界航天大国开展太空探测和研究的一个“保留”项目了。

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随着人类航天事业的发展,特别是面向今后的深空载人探测,航天员在进行深空旅行所经历的时间,要远远超过在空间站的驻留时间,这个时候,开展相关植物的种植,其目的就必将发生拓展,因为时间长了,宇宙飞船所携带的食物数量很有可能跟不上,而且时间一长就会有超过保质期的风险。

所以届时的飞船内必须要留有较大的空间来容纳“生命支撑系统”,从而形成可供航天员生活、植物生长的内循环空间,那个时候所种植出来的粮食和蔬菜,更多的功能则是供航天员们食用了,以达到自给自足的目的,同时还避免了因大量携带食物而挤占运送仪器设备的问题发生。

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页面更新:2024-03-02

标签:航天员   太空   种子   神舟   空间站   天宫   飞船   突变   物资   发生

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