航空航天和我们普通人有关吗?-“接地气”的航天科研
时间:2022-07-06 00:53:50 来源:科普之家 作者:李雷 栏目:百科 阅读:18
随着神州12号载人飞船的成功返回以及神州13号的成功升空,我国航天事业的发展已经进入了飞速发展时期,无数人在为祖国强大欢呼的同时,也有不少人提出了疑问,这航天科技属于高科技,和普通老百姓的生活有什么关系吗?今天就来为大家说说航天科技和我们生活最最直接的关系!
01,太空育种
航天科技和我们的生活息息相关,举个典型的例子:太空育种。就是把种子送到太空去诱变,从而形成新的种子。
这些年,我们发展很快,所以很多人已经不容易关注到粮食问题,甚至浪费问题也频繁出现。
然而,粮食问题,自始至终都是我们人类的核心问题之一。
相信大家都听过,民以食为天,而食的天呢?答案是种子。
还记得诺兰的科幻大片《星际穿越》么?人类为什么要去星际穿越呢?答案在于农作物遇到了枯萎病导致粮食绝收,而这个脑洞也是当时一群顶级专家在反复比较人类可能的危机后找到的一个重大议题,那就是如果农作物出了问题,而人类无法培育出抗枯萎病的品种,那么全人类都将面临灭顶之灾,只能极个别人携带着胚胎和种子去其他星球。
事实上,种子作为粮食的第一步,自古以来就是人类至关重要的,如果没有出现小麦、水稻和粟黍,人类还过着茹毛饮血的石器时代。而如果没有玉米、土豆的引入,人类是不会有今天这种规模的人口。
可以说,种子,就是人类赖以生存的基本条件,和氧气一样无法离开。
02,种子,并不容易
我们来了解一下育种这个非常庞大的系统工程。
种子,怎么搞?
其实育种本身倒是人类比较擅长的技术,毕竟从农业时代开始我们就是在育种了。甚至可以用两个字来概括:选育。
产量高的、口味好的、抗逆性强的的留下来进行杂交自交,逐步强化优势。
不过,这背后,是一套复杂的遗传学问题,比如植物的基因组动辄几十亿碱基对,决定性状的位点少则几千个,多则几万个,所以我们只能模糊的去进行选育。
因此,在相当长的时间内,我们培养一个品种,耗时是非常长的。
比如人类历史上第一次主粮革命是驯化了农作物小麦,
这个过程,涉及到了从野生小麦中不断地筛选和育种,光是某个特性的改良,就耗费很长时间。比如,早期的野小麦在成熟后会发生麦穗开裂,导致小麦掉落到土壤,降低了人们实际所得,然后到了距今6500多年前,小麦这种麦穗开裂的问题才基本得到解决整个种子的选育过程,经历了4000多年。
而像其他诸如产量、抗倒伏、抗病虫害甚至本身的淀粉含量等特性的选育,一样是经历数千年才能选育出来。
这个过程有多长,我们历史上最长的王朝时代都没这么久,很多人终其一生都难看到足够的种子改良。
直到19世纪,随着人类对生命本质的理解深入,以及遗传学的出现,我们才逐步意识到,种子选育的背后本质上是基因的问题。于是育种才开始加速。我们也诞生了一系列新的育种方式,典型的就是诱变。
其实诱变道理很简单,因为基因决定性状,而本质上是基因变异。过去自然选育,其实依赖的是纯天然的自发变异,这种频率非常低。而通过各种手段,让基因变异速度加快,那么就可以让育种加速。
03,太空为什么可以育种?
太空育种就是这种新型育种的一个典型案例。
太空为什么可以育种?这就是借“天”之力
其实这主要得益于太空这种非常独特的环境。太空有着地球无法模拟的环境。
首先是太空的真空环境和微重力,这就会对DNA的断裂和重组产生影响,更容易出现基因组发生易位,产生新的突变体。
其次,尤为重要的是,太空中的宇宙高能离子辐射和宇宙磁场等,这些经过大气层的削弱,地面很微弱,而在太空却很充沛,这些高能粒子会导致变异大大增加,引发基因变异甚至染色体级别的变异,从而极大的丰富了变异种类,而且育种周期也大大缩短,为接下来的育种提供更多的基础资源。
事实上,太空育种的成效早已经得到了证明,比如青椒中就有太空椒,比陆地上培养的体积要大好几倍,重量更是可以达到1公斤以上。这些新品种不少具有高产、优质和抗病力强等特点。
相比于传统育种,太空育种不仅成效好,而且速度快,往往在太空中数天,就可以实现大量的突变体,这对比过去的数十年甚至上百年,真是印证了那句“天上一天,地下一年”啊。
正因为如此,我国的航天计划里,一直包括着太空育种,据不完全统计,我国先后进行了30多次返回式卫星、神舟飞船、天宫空间实验室以及其他返回式航天器进行育种,光是植物育种,我国就已经培育出了700多个航天育种新品系和新品种,这已经成为了当今我国种子领域的另一个重要方向。
随着我国的航天活动日益增加,太空育种的成果也将更多的和我们见面。当然,大家也不用担心这些作物的问题。太空育种,本质上只是基因变异的加速,和传统的育种并没有本质区别,也不会引入外源基因,所以可以放心地使用。
所以,航天科技,绝对不是和我们毫不相关的科技,而是切实能够给我们普通人带来改变。
就像上面提到的太空育种,如今已经成为了我国育种方式的重要组成部分,能够为我们提供更多的产品。
而未来,随着我国航天活动常规化,估计你会看到越来越多闻所未闻的太空育种产品。
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