据国外媒体报道,在美国宇航局上月举行的一次月球科学家会议上,有两名科学家提议在月球上建立花园,以研究植物在月球表面低重力、低温、低压以及高辐射环境下的生存适应能力。科学家们计划选择拟南芥(Arabidopsis thaliana)这种植物作为“月球花园”计划的实验对象。
提议在月球上建造花园
这一开创性的建议,是由美国宇航局前天体生物学家克瑞斯-玛卡和佛罗里达州立大学科学家罗伯特-费尔共同提出的。两位科学家提出的“月球花园”想法其实非常简单,即向月球发射一个小型的简易植物园。发射前事先在园内种下一些植物的种子;而植物园被移上发射平台后或在发射过程中,不再需要人为地照料。植物园被发射到月球表面后,种子开始在登月舱内的植物培育室里生长发芽。科学家们通过监测种子的基因表现,来观察植物在月球表面的生长过程,研究植物在月亮表面的低重力、低温低压以及高辐射环境下的生存适应能力。两位科学家还提出一种构想,向植物培育室内添加一些月球表面的土壤,通过植物的成长情况来研究和监测月球土壤的毒性和成份。
在此前举行的欧洲地球物理学联盟大会上,两名来自乌克兰科学院的科学家--娜塔莎-科兹罗夫斯卡和伊琳娜-扎耶茨前宣布,她们成功地在一种“准月球土壤”中培育出了万寿菊。此次试验表明,未来在月球上种植植物是存在可行性的。需要强调的是,试验所用的土壤的特性与月球表层土壤的非常相似。为了获取与月球表层物质特性相似的人造土壤,两位科学家将斜长石块进行了粉碎。对于植物来说,这种由岩浆凝结而成的矿物显得极其贫瘠,根本不适合生长。最初的试验也表明,植物在这种人造土壤中的确实生长的非常不好。然而,当科学家们向土壤中添加了某种特定的细菌后,一切突然发生了转机--她们栽种的万寿菊不得活了下来,而且还开了花。
娜塔莎-科兹罗夫斯卡和伊琳娜-扎耶茨解释说,细菌对斜长石粉进行了加工,使其能够像植物提供类似钾这样的必需元素。这次试验的创意无疑非常有创意,细菌有可能在最严酷的环境中生存下来。试验结果表明,未来如果真的要在月球上栽种植物,除了必需的水和大气外,富含养料的土壤已非必不可少的条件。科学家们指出,要将富含养分的土壤运动月球,其成本将非常高昂。按照两位科学家的设想,如果未来要派遣宇航员或是发射自动探测器前往月球建立简单的温室,除了并不复杂的灌溉系统外,只需向研碎的月球土壤中添加细菌和种子,便有可能培育至少能够存活数天的植物来。
选用拟南芥作为试验植物
科学家们指出,将植物种子带上月球目前已不存在技术上的障碍。接下来需要做的将是挑选一些能够在严酷条件下存活的顽强植物(例如能抵抗太空辐射),或是对普通的植物进行一些基因改良。科学家们拟选择拟南芥作为“月球花园”计划的实验对象。在人类以往的太空实验中,科学家们经常会将小白鼠作为哺乳动物的代表送入太空,而拟南芥在植物研究领域里的作用则与小白鼠相当。拟南芥是一种十字花科植物,广泛用于植物遗传学、发育生物学和分子生物学的研究,已成为一种典型的模式植物。拟南芥植株小、结子多;每代时间短,从发芽到开花不超过6周;生命力强,可以生存于低功率发光二级管的光源之下;拥有一个很小的完全序列基因组,拟南芥的基因组是目前已知植物基因组中最小的。此外,拟南芥还具备一个特别的功能,会在基因组中产生荧光标记蛋白质。
正是基于上述这些特点,拟南芥经常会作为辐射损伤实验或其他有损实验中的生物指示器。人们可以将绿色荧光蛋白质与被监测蛋白质绑定在一起,用来观察蛋白质在特定环境下的变化情况。当在488nm光线(即蓝光)下观测拟南芥时,人们看到它可以发光。发出绿光表明,被标记的生物指示器蛋白质正在被表示。拟南芥除了具有绿色荧光蛋白质标记这一特别功能外,还可以在10千帕的压力下继续生长。在地球海平面大气压力十分之一的条件下或在火星表面压力下,拟南芥同样可以生存。在“月球花园”计划中,登月舱发射前需要对拟南芥的种子进行消毒,以防止地球细菌被一起送入太空,妨碍月球植物的正常生长。
虽然各国目前还未正式制定在月球上栽种植物的计划,但有专家指出,如果未来要在月球上建设大规模的常驻基地,那么培育可在月球上生存的植物将是不可或缺的--虽然无法指望它们为宇航员提供食物,但哪怕是仅仅一片绿色或是一朵绽放的花朵也能够给在月球上执行任务的考察队员带来无比温馨的感觉。
(来源:北方网)