太空梦幻农场(梦幻农场游戏)

2023-08-28 00:15:26
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太空农场:从嫦娥4号种菜到“太空蔬菜”,太空育种大揭秘

中国人爱种菜,宇宙人皆知,连月亮都没有“放过”!嫦娥4号在月球上种下一颗种子,地球人又骚动了,人类首次月面育种实验!不过坏消息是,太空菜实验在212.75小时后,因温度骤降至零下170摄氏度,种子短暂的生命结束了。

太空育种,这是个人的一小口,却是人类的一大口。这片绿叶不是简单的一片叶子而已,它的出现暗示着未来宇航员将有可能大规模在太空中种菜,有可能在月球或其他星球上建立太空农场,是人类走向星辰大海的举足轻重的一步。

一、太空育种概况

人类对太空育种的研究起始于上个世纪60年代,起初是为了了解地球种子在太空中的变化,但却没想到因缘际会打开了一个植物变种新局面。目前世界各国中能做到的太空育种的唯有中国,美国和俄罗斯。起初美、俄在太空进行空间农作物的生长试验,目标是建立“太空农场”。一方面研究空间诱变环境对植物的安全问题,另一方面航天工程育种还可以解决航天员在太空的营养补给。

在太空农作物育种的研究与生产推广领域中国已走在了世界的前列。我国科学家自1987年开始进行太空育种实验,利用返回式卫星和神舟飞船先后进行了20多次农作物种子等生物材料的空间搭乘试验,共涉及百余种植物的上千多个品种。我国于2006年9月成功发射并回收世界上第一颗育种卫星“实践八号”,标志着我国太空育种技术研究进入了新里程。

我国研究太空育种的目的和美国、俄罗斯等国家不同,主要是把研究方向定位在利用太空环境资源,开辟选育植物优良品种的新途径上,是为了满足地球上人们的生活和实验需要。

太空育种,又称航天育种,是指利用载人飞船或返回式卫星将植物种子搭载至太空,利用空间粒子辐射、弱地磁、高真空、高洁净、大温差、微重力等地球无法模拟的太空条件,对搭载的种子进行空间诱变,促使植物种子的遗传基因发生突变,使植物产生可以遗传的独特性状,在地面上通过培育和筛选,选择出人们需要的新品种、新材料。实验证明,宇宙粒子辐射和微重力等综合空间环境因素对种子的遗传基因具有强烈的诱变作用,因而在过去的几十年里一直受到许多研究者的广泛关注,太空育种技术已成为植物育种的新领域和重要手段。其特点主要集中在以下几个方面:

1)太空基因诱变是使其自身内的染色体产生缺失、断裂、易位、重组等基因突变,并没有外源性的基因进入,其安全性如同在地面的自然变异,只不过是太空育种技术加速了植物基因突变的速度和频率。

2)育种周期短。太空育种加速了培育新品种的进程,在地面上通过杂交育种等手段一般需要8~10年才可以获得稳定遗传的新品种,太空育种只需要4—5年就可以。

3)太空育种的第四、五代产品稳定性高,可选择培育出高产、抗旱、抗病虫害的品种,在五、六代开始即可实现大面积推广,产生经济效益。

4)因空间引起诱变的因素多、范围广和幅度大,其诱变方向有可能获得在地面上难以获得的有益突变,能够解决在地面上解决不了的难题。

太空育种技术开展32多年来,在农作物新品种培育、优良品种选择等方面取得了相当大的成果,部分品种已形成了初具规模的产业化生产,部分区域也在大力推广。“经过多年的地面种植筛选已通过国家或省级审定的新品种或新组合70多个,其中包括水稻、小麦、棉花、油菜、大豆、花生、番茄、青椒、茄子、芝麻和牧草等作物,推广种植面积3000多万亩,并获得了一些有可能对农作物产量和品质产生重要影响的罕见突变材料”。

随着大面积推广,太空育种产品的优势也逐渐的显现出来。太空育种的最大优点是:能够在较短的时间里创造出目前地面育种方法较难获得的罕见突变基因资源。这就有可能彻底改变多年来农作物育种研究工作长期徘徊的局面,培育出有突破性的优良品种,直接服务于农业生产;另一方面,太空育种创造的各具特色的优异新种质、新材料可广泛应用于常规育种、杂种优势育种等,以培育更多高产、优质、抗性强的新品种,在更大范围内促进农作物增产和农业持续发展。

太空育种技术不仅仅体现在农作物的生产上,同时也运用在其他相关产业链条上,如药品、生物工程等,将太空育种技术运用到一些药材种子上,培育成新的品种,这种新品通过再加工可提高其药用性能。由此,我们可以想象,太空育种技术随着发展将会在各个领域影响着我们的生活,成为老百姓的日常生活中盘中美味。

二、太空菜有啥与众不同

“搭载上天只是培育太空种子的第一步,真正繁复的工作是随后进行的地面培育、筛选和验证。”国家航天育种工程首席科学家、中国农科院作物科学研究所航天育种中心主任刘录祥说,搭载回来的种子至少要经过4代以上的筛选,选出其中有价值、有推广前景的杂交种子,然后试种,性能稳定后再进行区域试验和生产示范,试种成功,再拿到品种审定委员会去审定。品种委员会还要试种三年,如果三年的表现都超过对照品种,才能够得到“太空种子”审定证书,进而培育出太空蔬菜。

太空育种所培育的蔬菜在很多方面有自己的优势,其中一些品种在营养价值上要高于普通的蔬菜。如太空蔬菜的维生素含量高于普通蔬菜2倍以上,铁含量提高7.3%、锌提高21.9%、铜提高26.5%、磷提高21.9%、锰提高13.1%、胡萝卜素提高5.88%。而各种微量元素的增加往往还表现在口感方面:太空甜椒可直接生吃,味道微甜,清脆爽口;太空紫红薯生食味甜,水分足,口感犹如优质水果。

和传统育种方式相比,太空育种具有变异幅度大、有益变异多、稳定性强、育种周期短等特点,能大幅度提高农作物产量和抗病性。而太空食品大多具有产量高、品质好、性能优异等特点,与普通食品相比具有独特的优势。

不过,并不是所有上过太空的植物全都会变成大个头。太空植物的变异是不定向的,通俗地说就是变异各种各样,变异后既有可能长得更大,也有可能长得更小。太空植物回到地球后,科学家们还要对这些太空植物进行观察、选育,选出好的变异品种进行繁育。那些长得特别大、颜色特别艳丽的植物,都是经过筛选、培育出来的。同样,也不是所有的“太空菜”都具有生长周期短的优势,“天上一天、地上一年”的传说只是人们的良好希望。

通过太空育种后植物生长周期缩短是存在的,但是并不是所有的品种都有这样的特性。植物长得快慢其实和基因突变没有太大关系,而是和日照、温度有关。有的植物只要日照、温度达到一定条件,就能开花结果成熟,而有的植物则不能。

虽然“太空菜”培育需要真空、失重等多种太空环境,但从本质上来说,太空中的射线辐射是使种子发生基因变异的主要条件。在这个谈“辐射”色变的年代,很多人都会想这样培育出来的种子安全性如何?

首先人们应该正确认识辐射在食品工业中的作用。除了太空育种之外,辐射也是地面育种中的一种常用手段。地面核辐射育种技术也是通过各种射线(如X射线、中子等)照射农作物的种子、植株或某些器官和组织,促使它们产生各种变异,再从中选择需要的可遗传优良变异,培育成新的优良品种。而辐射在一些食品的杀菌、灭虫方面也有很多应用,在日常生活中有很多不适合高温灭菌的食品就是通过辐射进行杀菌的。而太空环境中的辐射量比地面育种以及辐射杀菌中的辐射量小得多。“最重要的是,辐射对于作物的影响仅仅是射线穿透,而作物种子本身,以及被杀菌的食物上并没有放射性物质残留。通俗一点说,就像阳光也是一种射线,它会让我们感觉温暖,但照射过阳光以后我们自己并不会散发阳光。辐射也是同样的道理,辐射对于作物的影响仅仅是射线穿透,而作物种子本身并没有放射性物质残留。何况还要在地面再进行几代培育,所以担心太空菜有辐射是非常荒谬的。

太空蔬菜是否等同于转基因蔬菜呢?转基因产品问世以来,对其安全性是公众关注的焦点之一。蔬菜种子在太空中改变了基因,那么这些变异蔬菜会不会对人体有影响?

太空育种和转基因食品不是同一个概念。太空育种通过太空中失重、辐射等特殊环境改变了植物的基因序列,使植物出现新的性状。但是这些基因和形状还是这个种类的作物本身的,其基因遗传变异是自然的而非人为的,并没有引入外来的基因。而转基因食品是将另外一种生物的基因引入到作物中,从而使作物表现出另一种生物的性状。这两者在本质上是有根本的区别的。

太空环境只是影响了蔬菜的遗传物质,这些改变只会将蔬菜品种改良得更好。经过试验后得到的果实无论是从个体、口感还是营养成分上,都比改良前的品种高出许多。如果要说对人体有什么影响的话,那么应该是更适于人们食用。

三、太空育种我们该做什么

不过,我们在享受到太空育种技术给我们生活带来的实惠的同时,也应就其所面临的伦理问题——太空育种是一项复杂的科学技术,它涉及到空间技术、基因工程技术、农业生产技术等多学科领域,随着它的进一步发展,将会涉及到其自身以外诸多伦理问题,“应该做什么,不应做什么”:

1.太空育种技术要保证人类的安全性

首先,太空育种是用宇宙粒子和微重力作用盲目地攻击种子的DNA,其变异方向具有不确定性,这种不确定性的变异具有遗传性,既有好的变异,也有坏的变异,这种好与坏的评定是由谁来作决断及其凭据是什么?现在太空作物有的已大面积推广,科学家们根据太空种子的第四、五代性状稳定后,经检验对人体无害,开始推广的。但这只是经历了四、五代的实验检测,很难保证大面积推广后,回归自然的太空产品和其他物种的自然接触是否会再形成基因的突变,从而影响到人体的安全。

其次,科技人员和企业家们一般选择个大、产量高的变异者为优良品种,这样我们就会吃到每个1斤多重的青椒,能观赏到盛开6个月的鲜花。但这些品种由于本身繁殖能力增强,社会推广后必然会大量地掠夺其他生物的自然资源,从而影响到人类的生存环境。这是因为,任何区域的生态平衡都有本区域的生物特性,每种外来新物种在新环境中既会影响到自身也会影响到其他生物的生存。

解决这些问题的关键是相关科学家和技术人员首先把地面的材料遗传背景搞清楚,同时做好相关的理论、实验的辨证工作,这样有利于最大化地发挥太空育种技术的作用。

2、太空育种技术要符合地面上植物的进化规律

地面上的植物在历史长河中进化和自然选择是通过因外界的刺激引起自身品种的基因突变开始的,这种变异我们可称之为“自然变异”。太空育种是人为通过太空技术引起植物种子的基因突变,我们可称之为“太空变异”。“太空变异”和“自然变异”在基因突变的本质上没有什么太大的区别,只是“太空变异”比“自然变异”的频率高,速度快,加快了生物的变异过程,但正是这种加速变化才使得未来有不确定性。

首先,地面上生物群落的发展变化有其自身的自然规律。每一品种的进化与淘汰既有本身的原因,也有其周围环境的原因,同时每一种群的变化也在影响着其他的种群,这样生物与环境之间相互作用,使生态圈从一个平衡发展到另一个平衡。太空育种的大面积推广容易加速打破现有的生态平衡,如大规模的种植抗虫植物则可能意味着减少有益昆虫的种群,从而影响到其他生物种群的繁衍。这些也是科学家们在研究太空育种经济效益和社会效益的同时需要研究的生态伦理问题。

其次,新品种能否和地面原有物种和谐共生。对于地球来讲增加一个新物种和失去一个物种同样危险,甚至会更危险,因为新事物带来的是未知世界。动植物界普遍存在着“共生现象”,如豆科植物与根瘤菌的关系,豆科植物供给根瘤菌碳水化合物,根瘤菌供给植物氮素养料,从而形成互利共生关系。这样如用太空育种使大豆进行基因突变形成新品种,那么对与之共生的根瘤菌的生活环境有多大的冲击,这些也应在科学家的研究之列。

由于现有科学技术知识的局限性及大自然的深奥,使得科学技术在服务于人类的同时又打破了自然界的平衡,这就要求科学技术的发展要符合自然规律,才能对人类发挥更大的作用。

3、对于“太空育种”的认识应剥除神化,回归理性世界

现今太空育种技术不仅用于农作物的生产上,也用在植物的衍生品上,如一些药材通过太空育种技术再加工后形成药品或生物制品或生物材料等,这样就加入了商业元素,涉及到一些企业和个人的利益。由于利益驱使,一些产品在宣传上利用太空的神秘性对大众进行误导。

首先,“太空食品”不等同于“绿色食品”。太空是无污染的,但太空产品种植和培育是在地面上完成的,在种植过程中也可能会施肥和喷洒农药,判断它是否是“绿色食品”的依据是其培育种植过程中是否符合“绿色食品”的标准。

其次,太空育种的产品要去神化,有些机构、公司和科技人员,一旦手中掌握了和太空育种有关联的产品,便开始炫耀,甚至将太空的神秘性转移成产品的神秘性,这实际上不是将科学技术转化为商品,而是将科学精神贩卖成商品了。

这就要求我们对太空育种技术及其产品要理性地认识,用实验和数据说话,同时我们也应当看到,太空育种出的农作物虽然种子是在太空变异的,但它却是在地面上培育和种植的,仍具有地球属性。

4.太空资源的有限性,决定了太空育种方向的选择

太空育种技术是一项有效的快速培育新品种的技术,但航天资源是有限的、珍贵的,每一次的育种试验都要消耗掉大量费用和资源,所以我们在发展这项技术时要考虑到优先、有利原则。

首先,我们急需其解决的是在地面上短期内解决不了的紧急重要的事情,如抗旱、抗沙漠化林木的培植等。太空育种技术能有效解决这些特异品种培育问题,培育和繁殖成“太空树”,这样可改变人类的生存环境,缓解和解除人类的生存威胁,也使得其遗传性状向有益于人类生存的方向发展。

其次,是珍稀品种、濒临灭绝品种的培育。这些品种由于受自然环境和人类活动的影响,正在逐渐地走向凋亡,它们和人类一样是自然界的一部分,人类有责任和义务对这些品种进行挽救,以维持地球生物的多样性。“航天育种的更大优势则在于其能够创造出一大批特异的种质资源,以缓解或解决我国农作物育种种质资源贫乏这一瓶颈问题”。

从这种意义上来看,太空育种伦理不仅要考虑太空育种技术能否给人们的农业生产带来经济效益,能否提高国力的问题,同时也要考虑其是否符合生态伦理要求,是否侵占了非太空育种物种的资源;其链条产业是否符合社会伦理要求,是否有利于解决人类现在和将来面临的威胁等。

作者:piikee | 分类:游戏攻略 | 浏览:28 | 评论:0