为什么上过太空的种子会结出比较大的果实?

太空育种的原理其实非常的简单 。

我们把种子带上太空之后 , 让它处于一种微重力、弱磁场、真空、高强宇宙射线的环境中 。

为什么上过太空的种子会结出比较大的果实?

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我们知道 , 当生物脱离开熟悉的生存环境时 , 在新环境的诱导下 , 就会发生神奇的基因突变 , 生物本身就是这样产生和繁衍的 。

基因组的DNA分子是十分稳定的 , 每个细胞都能进行精确的分裂 , 复刻另一个自己 。但是在一些时候 , 如被X射线照射等时 , DNA的片段便可能出现一些突然的变化 , 比如在一个位点上出现一个新基因 , 代替了原来的基因 , 那么这个突变个体就会表现出一个新的特征 。

人们对太空蔬菜的印象就一个字:大!

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太空茄子 。

其实 , 突变的太空种子会有很多的新特征 , 大只是比较直观的一种而已 。它也可能表现在抗病性等特征上 。

很多人可能会问:太空蔬菜能长这么大 , 为什么研究这么多年了 , 在市面上还买不到呢?

其实 , 太空育种是一种成本和失败率都非常高的实验 , 不光涉及火箭发射 , 还要能回收 , 光这一点 , 就没几个国家能做到的 。还有太空育种不是每一颗种子的基因都会被诱导突变 , 诱变率只有千分之几 , 而且突变不一定会朝着有益的方向变 , 其中的有益突变又只是其中的千分之几 。

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除了给人新奇 , 太空蔬菜很少派得上用场了 。

所以 , 扛着一麻袋种子上去 , 最后真正有用的就没几个 , 而且还要耗费很大的科研力量 。

最最重要的是 , 这种太空的基因诱变环境 , 在地球上科学家们就能模拟出来 , 何必动不动就要上天呢?

太空育种 , 就是一个噱头而已 , 并不堪大用!

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NASA肯尼迪空间中心门口的“月亮树” , 当它还是颗种子的时候 , 它就跟着阿波罗14号的宇航员上太空 , 被装在口袋里围着月球转了14圈 , 但回到地球长大后 , 它们跟其它普通的树兄树妹们并没啥区别 , 一开始它们备受关注和宠爱 , 如今早已泯然众人 , 曾经种在白宫的那一颗最后甚至被养死了 。

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科学兴农为您解答 。

太空种子不止能够结出来大果实 , 可是失败的案例更多!

改革开放之后 , 我国的航天事业得到了迅猛的发展 , 而与此同时在行情载人之外 , 我们还同时开展了一项研究:太空育种 , 在载人之外 , 将农作物种子同时携带上天 , 利用太空微重力 , 高辐射 , 真空 , 弱磁场等特点 , 实现果实诱变 , 从而筛选出符合我们人类所需求的目标性状 。

而从我们所见到的媒体报道中总是能够听到太空辣椒 , 太空南瓜等 , 这些果实直观给人的感受就是一个字:大!似乎这些农作物只要能够进入太空 , 坐着太空飞船转一圈重新回到地球都能够长成一棵参天大树 。科学兴农在此想说的是 , 上述情况实则不然 , 成功的背后却是无数的失败 。

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对于生物个体而言 , 之所以生物性状能够在自身个体以及后代之间能够得到延续 , 其中很大一部分原因应该归功于生命的遗传物质:DNA的稳定性 , 无论是在生物体生长发育过程 , 生物个体细胞的世代分裂中还是在世代传递中遗传物质都保持了非常高的稳定性 , 而这也是世界万物得以延续的基础 。

举个简单的小例子 , 我们人类在日常生活活动中所经受的外界环境千变万化 , 然而从生到死我们人这个生物个体的遗传物质却并没有什么改变 , 这就是因为我们的遗传物质保持了稳定性 , 并没有说因为生物体所处环境的变化而导致基因出现变异 。

而我们需要关注的另一点则是 , 生物体的变异分为正向有益变异和负向无益变异 。当然这里的正向和负向只是我们人为界定的 。大家对于生物体的变异却具有非常大的不确定性 , 那么问题来了 , 在农作物种子上天之后 , 又怎么一定保证结果是正向的呢?显然不可能的 。

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【为什么上过太空的种子会结出比较大的果实?】对于我们人类的需求来说 , 这些正向变异可以说是屈指可数的 , 然而对于负向变异的数量却是非常的多的 , 一个简单的例子:南瓜我们认为大是好的 , 但是辐射诱变后突变为大的概率同突变为小、中、大而言哪一种的可能性最高呢?显然大的结果最难 , 大的果实意味着植株光合效率高 , 营养利用率高等诸多优点才能集成一个大的结果 , 然而后两种而言针对我们人类来说 , 本身南瓜小的就不少 , 所以略微能够突变为中等南瓜也是一个不错的结果 。

也就是说在一个“太空南瓜”背后还存在着无数失败的案例 , 只是能够为公众所熟知的都是成功的 , 而那些失败的则只能在背后默默的被时光所吹散 。按照正常的突变概率来说 , 大致千分之一甚至万分之一才能筛选到一株正向突变植株 , 而尚且要有其余那么多泯然众矣 。在美国白宫曾种植了一颗“太空树”这个树的种子随着太空飞船在太空围着月球转了14圈后返回了地球 , 可随着结果大家也都看到了 , 这棵树同正常的树木没有什么区别 , 而同时随太空飞船返还的另一种子则在美国航天局门口 , 试问您看出同正常的树木有什么区别了吗?


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首先 , 上过太空的种子并不一定都会结出非常大的果实 , 也有很小的果实 , 只不过由于媒体宣传时 , 喜欢用超乎想象的大果实 , 让许多人误以为太空果实都比较大 。

太空果实原理

种子在地球上时 , 由于地球环境较为稳定 , 因此很难短时间发生较大的变异 , 但是太空中就不一样了 , 种子在接受太阳辐射、紫外线照射以及宇宙磁场等各种因素时 , 环境发生了较大的变化 , 因此很容易在这些外部条件下基因进行改变 。


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太空种子 , 就是种子搭乘卫星在太空中飞行5-7天后 , 接受外部剧烈的环境变化 , 再返回地球的 。

但是 , 无论是太空环境剧烈变化 , 还是地球环境温和变化 , 所导致的生物演化方向都是毫无规则的 , 并不是按照人为预期那样的发展的 , 太空种子也不例外 。


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种子在接受5-7天的飞行后 , 科学家们会把这些种子再栽培4-5年时间 , 这期间有些种子结出的果实会更大 , 有些果实口感会变得不好吃 , 有些果实会更可口 , 也有些种子会又高又不结果实 。

以小麦种子为例 , 小麦种子在天空中飞行5-7天后 , 在地球上的后代有的高杆(不利于抗风抗雨) , 有些会矮杆 , 有些穗子会更大 , 有些成熟期会提前 , 甚至有些淀粉含量更多 。

总之 , 种子虽然会在太空中基因发生突变 , 但基因突变是没有方向的 。

后来 , 科学家们再在这些太空果实中的后代中选取优良的基因变异的后代 , 这种人为的筛选更符合人类的期望值 。虽然如此 , 科学家也介绍说 , 太空种子能得到优良品种的概率非常少 , 而且实验不可控 。


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孟德尔豌豆杂交实验

在了解太空果实为什么会变大之前 , 我们先了解一下生物学上著名的实验:孟德尔豌豆杂交实验 。


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孟德尔选取了两种豌豆作为实验对象 , 一种是高茎豌豆 , 和一种矮茎豌豆 。孟德尔把两者杂交之后 , 只得到了一种豌豆 , 也就是高茎豌豆 , 我们把这个高茎豌豆称之为A 。

后来 , 孟德尔让A自花授粉 , 结出的果实种下去后 , 又得到了两种豌豆 , 即高茎豌豆和矮茎豌豆 , 而在1064株豌豆中 , 其中有787株是高茎 , 只有277株是矮茎 , 也就是说 , 高茎和矮茎的比例是3:1 。这就是著名的生物遗传学规律 。


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科学家们早已驾轻就熟的运用这个规律 , 培育自己想要的种子 。

比如 , 有些太空种子虽然会变大 , 但可能口感不好吃;有些可能口感很好 , 但可能植株结的果实少......


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科学家们把自己想要的果实 , 通过定向选择出来 。比如 , 先选择种子大的果实和口感好的果实进行杂交 , 通过培育与观察 , 把其中一些口感好的并且果子又大的品种选择出来 。再种植下去4-5代 , 把这一性状稳定下来 , 即可作为一种新品种向全世界普及开来 。(但是 , 很多时候科学家们数十年如一日也不会收获一种新品种 , 可想育种之难)

由此可见 , 并不是种子经过太空飞行后就可以得出我们想要的果实 , 而是科学家们在背后数十年如一日的挑选、培育 , 才让我们吃到了口感又好 , 果实又大的农产品 。


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总结

不管是经过太空环境下的种子 , 还是袁老一直在研究的杂交水稻 , 人类在育种方面一直都秉持着:“自然变异 , 人工筛选”的方式 , 选取那些优秀种子的后代 , 通过人为定向筛选后 , 才把其中一种当做固定品种向全国推广 。

因此 , 我们所见到的每一个新品种 , 都是科学家们数十年如一日的努力才筛选出来的 。因此 , 我们确实应该向这些育种专家们致敬 。


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