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移民去火星:转基因植物(组图)

http://www.sina.com.cn  2005年04月04日 10:23  《小哥白尼·趣味科学》 
地球上生长的拟南芥
容纳植物生长的火星农场
研究人员在检测箱子里的空气
关在密闭系统里的两只老鼠先锋

  第四步2115~2150年 平均气温继续上升,生态环境大为改善,等平均温度升到4.5℃左右时,这颗红色的星球将成为人类的新大陆。这时,火星已广被树木覆盖,昔日的沙漠地带变成大大小小的良田,因为夏季特别长,农民每年收获好几次。人们也不再依赖循环呼吸器了。至此,人类移民火星的计划完成。

  说起来很容易啊,实际"绿化火星"将是人类历史上最浩大的工程,也许实际需要几千年,几万年!但不管多久、能不能实现,都不影响我们先来想象一下!

  第一位火星移民:转基因植物

  来自地球上的第一位移民肯定不是胆小且生命力差的人类,而是植物。NASA打算在2007年发射"侦察员"飞船,把带有水母发光基因的拟南芥送到火星上去。

  学会在火星上当一个成功的农民是人类移民火星的第一步。未来的探险者将需要氧气、食物和水--这些东西从地球运太昂贵。最好是通过植物在火星上生产。

  首先要尝试在火星上建一个特殊温室,用火星土壤栽种植物。NASA的科学家打算发射一个特殊的登陆器到火星上去。登陆器上的机器人铲起一部分火星土壤,科学家用机器人和摄像机分析土壤的成分,然后加上肥料、营养素,让种子在温室里发芽生长。

  之所以选择拟南芥打先锋,是因为它有三个优点:它个子较矮,能放在较小的温室里;它的生命周期不长,只有六个星期;它的基因组已经全部破译。同样的,空间站也用它来研究植物对微重力的反应。

  植物没有腿,只能适应它们的新环境。它们能够演化出各种精巧的"传感器"来探测周围的生存环境,并对刺激产生反应。

  为了了解植物在火星上的生长情况,科学家对用作试验的植物设计了两部分基因,使得这种植物变得很"聪明"。比如,假如火星土壤里有过量的某种重金属,植物就会发出白炽的绿光;而在在氧气过多的环境里,它又会发出蓝光。登陆器上的摄像机会记录下这些光,然后把信号转送回地球。

  拟南芥本身来感觉环境,而负责发光的基因来自维多利亚发光水母,一种生活在北美太平洋沿岸的普通水母,生命期大约六个月,长5至19厘米,它能沿着钟形边缘发出柔和的绿光。

  登陆器上的暖房能容纳20到30棵植物,在细小的玻璃容器里,1~2克的火星土壤里种植一棵植物。通过光纤,让火星上的日光射入温室,给它们加湿增氧。不断繁衍的植物将少火星上二氧化碳的浓度,增加氧气,以适合人类居住。

  老鼠将成为首批旅行者

  在进行火星移民的计划时,人造重力系统是相当重要的一环。因为在太空的失重状态下,人类会出现肌肉萎缩、免疫力降低和骨质疏松等健康问题。要知道,人们要飞往火星至少需要3个月时间,因此如何在这3个月内避免失重给人们健康带来的损害,就成为人造重力系统需要解决的问题。否则,宇航员在火星上迈出小小的一步,都可能造成腿部骨折。而且,火星重力只相当于地球重力的38%,哺乳动物能否在火星上生存和生育还是一个未知数。而人造重力系统试验将带给人们重要的数据和信息。

  科学家设想可以把一个载有6只老鼠和其他动物的宇宙飞船发射到太空预定轨道上,然后宇宙飞船开始像洗衣机缸一样旋转,用离心力模拟出火星的重力状态。那些实验老鼠将在太空呆上两个月,交配生子。等它们返回地球后,科学家将检查它们在人造重力的环境下是否一切正常。

  人类殖民火星从洞穴开始?

  为了未来人类殖民者免受火星上宇宙辐射和恶劣天气的伤害和影响,最初的殖民者也许要住在洞穴里。火星洞穴内可能包含着大量矿物、水分、冰块,这都将是重要的生活物资。

  事实上,人类已经在地球上的洞穴内进行了多次类火星洞穴实验,希望能为火星洞穴殖民创造一个安全可靠的示范实验室。

  用浮萍制造氧气

  科学家们在一个密封的火山熔岩洞穴中,为两只老鼠建立了一个摹拟的"火星洞穴"环境。在洞穴墙上,科学家们安置了一些装满水的盘子,两种水生植物--浮萍和水蕨就漂浮在这些盘子的水面上。一个通过洞穴外的太阳能板提供能量的荧光灯为植物的生长提供光合照明。老鼠呼出了二氧化碳,植物们负责把二氧化碳转化成氧气。

  两天以后,当科学家们打开密封的洞穴时,他们发现两只老鼠都健康地跑了出来,虽然有明显的缺氧现象,因为这些浮萍植物还不能产生足够的氧气供它们呼吸。浮萍还将是未来火星人的理想食物。因为每克浮萍比大豆拥有更多的蛋白质。而且,浮萍生长速度很快,一天中甚至能成倍生长。

  将来,火星不再仅仅是夜空中的一个亮点,它是一个我们的第二家园。事实上,若我们能改造火星,那么整个太阳系都有可能成为我们的殖民地。而地球上的人口问题,环境问题,能源问题也得到了相应的缓解。哦,也许,这些问题最终又被带到火星上了?

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