少兒科普知識：在太空能種出黃瓜嗎？

在太空種黃瓜需要些什麼特殊的技術，種出的黃瓜跟地球菜園的出產黃瓜品質一樣嗎？

透光防護罩，讓植物安全生長

植物生長靠太陽。但是在宇宙空間中曬太陽卻是一件危險的事情。且不說高能質子、阿爾法粒子這樣的宇宙射線可以直接「砸壞」植物蛋白質和DNA，危及它們正常生活甚至生命，在沒有大氣層的阻擋的情況下，這裡的大量紫外線就足夠植物喝一壺的。這些高能量的「光線」不止令人生畏，也會破壞植物的正常結構和代謝過程。

所以，在太空種植的第一步，就是製造出合適的透光防護罩，隔離那些有害的紫外線和宇宙射線，讓植物可以安全地生長。

當然，太陽能光伏電池可以將危險的太陽光轉化成電能，然後再利用日光燈等照明設備來滿足植物對光的需求。不過，這樣做就會在轉化過程中損失了很多能量。好在對人類而言，太陽是個取之不盡的能量來源，只要考慮需要增加的太陽能電池板就可以了。

解渴的水哪裡來

除了光，種植需要解決的還有光合作用的另一個要素——水。我們都知道水是光合作用必不可少的原料。不過，你可能不知道，植物吸收的99%水分都蒸發到了空氣中。這種看似「浪費」的行為，實際上對植物有著重要作用。植物的葉片就像是一台台水泵，將根系吸收的水分和礦物質混合而成的營養液「抽」到枝頭，而這些水泵的動力就來自蒸發水分而獲得的能量。另外，通過蒸發水分還能降低葉片的溫度，避免被陽光灼傷。

在太空中，我們可以只種泡在全密封的水箱里的藻類植物，這樣就不用考慮收集蒸騰作用的水分了，但前題是，做太空旅行的你要長期忍受只嚼海苔過活的日子。也許那時，一片麵包也會變成奢侈品。不過，如果種植黃瓜等別的植物，解決水的問題，可比泡在全密封的水箱里的藻類植物困難多了。

沒有二氧化碳，植物也會餓肚子

不止如此，千萬不要以為有了光和水植物就能正常生長了，沒有二氧化碳，一切都是零。如果說光和水是吸收太陽能的關鍵因素，那二氧化碳就是儲存能量的關鍵部件了。倘若把前兩者比作發電廠的必備要素，那麼二氧化碳就像是能夠儲存能量的充電電池。

在光合作用過程中，植物會首先利用光和水製造出高能物質。這些高能量的傢伙可不安分，如果不把它們用掉。它們就會在細胞里釋放能量、亂搞破壞。而想要固定這些能量，二氧化碳的濃度是一個關鍵因素。

二氧化碳在地球大氣中的含量不高，僅有0.03%。因為整個生物圈的協調運作，這個濃度基本上保持穩定。但是，對於一個小範圍的空間，要維持一個穩定的濃度就不是那麼容易了。在實驗人工建立生態系統的「生物圈2號」工程中，科學家建立了一個總體積為18萬立方米的小小生物圈。但是不久之後，這裡的「大氣」成分就發生了變化，氧氣、氮氣和二氧化碳的比例發生了巨變，並且波動過大。這樣的波動不僅不適於人類生存，連植物生長都成問題。對於比生物圈2號個頭還小的太空艙來說，如何控制調節好二氧化碳的濃度，還是一項棘手的工作。

分不清的天和地

除了上面的植物生長要素，在空間更難解決的是重力問題。在地球上生活的我們，經常會忽略這個條件的存在。可是一旦進入了太空，這個因素的重要性就立馬顯現出來了。

「根會往土裡扎，莖稈會努力向上生長」，這些我們覺得司空見慣的想像，其實都是植物感受到重力之後作出的反應。目前還沒有證實，植物是怎樣辨別方向的。比較公認的一種看法是，植物細胞里有一些澱粉組成的顆粒，它們會受重力的影響，沉積到細胞的下部，從而給細胞壁施加刺激，這樣一來，植物就能辨別出天和地了。可以說，這些澱粉粒就是植物生長的「指南針」。不過，在失重狀態下，這樣的沉積就變得不可能了。不僅如此，分解這些澱粉顆粒的酶會特別活躍，徹徹底底地把「指南針」砸爛了。

其結果就是，植物生長分不清上下，根和葉都向著四面八方生長。就拿常用的實驗植物擬南芥來說，它們在失重狀態下最後長成一團，本該拚命伸向天空的莖停下了腳步，反而是多了很多枝枝杈杈。個頭比地面上的擬南芥要小，而且植株顯得更纖細，就像是漂浮在水中的水草一樣。

不想要的突變

太空育種是我們經常聽到的一個名詞。在轉基因技術應用之前，這確實是一種重要的育種手段。不過，利用宇宙輻射作為條件突變產生種子並不可靠，我們不知道變出的種子是更好了，還是更糟了。此外，在微重力環境下，染色體、複製分離都會受到影響，很容易出現畸形，影響種子的成活率，以及後代植株的質量。要保證種下去的清香的黃瓜，結出的還是清香黃瓜不是一件簡單的事情。

這樣看來，在太空中種出一根小黃瓜，可不是一件簡簡單單的事情。難怪守則要規定宇航員不準隨意把實驗結果吃掉了。也許，通過模擬重力環境，改善光照和空氣條件，我們是有可能獲得幾根正常的黃瓜。但在真正的太空中，這次古川聰種下的黃瓜究竟能長成什麼樣子，我們不妨拭目以待。

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