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把种子送上太空再拿到地球上来种,种出来的东西真的比较大吗?

2020-12-4 58 12/4

把种子送上太空再拿到地球上来种,种出来的东西真的比较大,这是因为太空环境不同,种子在太空中发生变异所致。

我国成功发射了神舟飞船总计达11次之多,神舟飞船能返回地面,才有了太空育种的条件。从神舟一号开始起,就搭载了生物的种子,开始了生物育种的实验,其中神舟五号搭载的种子涉及了9家科研单位,包含60多粒优质稻种、300多粒鸡冠花种子和其它物种,总计2881克。要知道每克搭载费用是660元,总费用高达190多万元。费用如此之高,大家为什么愿意承受?主要是因为太空具有我们地面不具备的环境条件,可以加速种子变异,快速地培育出新的优良品种。

太空环境与我们地面有哪些不同?

“神舟”五号飞船的运行轨道是在一个以地心为焦点的椭圆上,近地点距地球地面200公里,远地点350公里,由于飞船运动的离心力和地球对飞船的引力相等,飞船内的人和物体就会处于失重或微重力状态。

其次,地球外部包裹着一层大气,主要集中在近地面8~10千米的对流层中,集中了大气圈四分之三的质量,而到200公里以上的高度,空气非常稀薄,几乎为真空状态。

另外地球是一个巨大的磁场,有平流层中电离层,可以免遭高空带电粒子流、紫外线的辐射,可是神舟飞船处于200公里以上的太空,就会暴露在宇宙射线下面,这就使生物种子“享受”到了太空中的高剂量、高强度辐射,这正是我们地球上所不具备的生物育种条件。

我们知道,生物种子的突变依赖于基因内部变异和外部环境条件的刺激,而太空外部环境条件就可以让生物进行快速突变。生物性状能够在自身个体以及后代之间得到延续,其中很大一部分原因应该归功于生命的遗传物质,来自于DNA的稳定性,但是有些时候,外界环境发生突然变化,如失重、高强度辐射,DNA的片段便可能出现一些突然的变化,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。

当生物脱离开熟悉的生存环境时,在新环境的诱导下,它的性状就要发生变化,如生物的颜色、个体大小,酸甜等,我们称之为基因突变。而太空环境的不同,就会诱发生物种子的变异。

当然基因突变是随机的,而且是不稳定的过程,它本身没有任何偏向和喜好,如青椒种子变异后性状表现也有可能出现小的,口感涩,味道偏苦的特征,这些变异是失败的,我们就把它淘汰,把那些朝着对我们有益的性状,如果实大、味道好、抗病虫害、抗倒伏强的个体,把它保留下来,经过人工选择,就可以得到优良品种,所以我们看到市场上有些生物物种个体比较大,这些就是我们选择出来的,如太空辣椒,大南瓜等。

太空育种虽然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,但是有益突变能达到其中的千分之几,这个概率还是很高的,如果是在地球上生物种子所熟悉的环境中,它的诱变率非常低,这也是我们为什么花费这个高的成本进行太空实验的原因。

太空的突变与自然突变相比,加快了变异速度,节省了培育良种的时间。

地球上生物的存在,一代一代往下遗传,保证了生物性状的稳定性,这是我们需要的优良性状,否则的话,有些生物隔三代后,就会变得不认识了,这是好的一方面,让我们培育出优良品种得到稳定的表现并遗传下去。

在地球表面的自然环境中,为了适应环境的需要,生物也在进化,这个进化是没有方向的,有的物种进化过程中有的被淘汰,那些能够适应环境变化的得以保留下来,但这个过程对于生物育种来说,时间太漫长,更谈不上什么效率。为了培育新的良种,需要更快的速度,节省时间,而太空这种微重力,强辐射,真空状态的环境能够让基因有了更快的突变条件。

地球表面环境下,基因突变每复制一个碱基只有一万亿分之一的概率会发生突变。在太空环境中,基因突变概率提高了1万倍,所以我们很快就可以得到很多不同突变的种子,节省了大量的等待时间。

综合来看,近几年我们有了太空育种的条件,培育出了很多优良的物种,这对于我们14亿人口的大国,解决粮食问题,非常重要,而太空育种为农业生产提供了更好的育种方法。

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