實验室里的植物小白鼠

　　2016年1月，美国宇航员成功地在空间站培育出第一株百日菊，这让全世界的科学家都欣喜不已。为什么一朵花的绽放让科学家如此兴奋？科学家为什么选择百日菊来做实验材料呢？让我们一起了解挑战太空的鲜花——百日菊。

探索发现

　　在探索太空的活动中，了解植物的活动和行为，一直是非常重要的研究方向。因为植物对于我们人类来说，实在是太重要了。不说别的，我们所需要的氧气和食物都需要植物来提供。在太空食物的研究过程中，如何让植物在太空中开花结果，又是重中之重。毕竟，我们需要的粮食、水果和蔬菜都需要开花结果才能繁育后代。

去太空“兜兜风”

　　从1957年第一颗人造地球卫星发射成功，科学家们就开始尝试在卫星、空间站这些太空“旅行舱”中种植植物了。之所以如此坚持，就是因为从地球向太空运送食物太困难了。即便是现在，向国际空间站运送1千克的货物也需要花费数千美元。这是一笔高昂的费用。况且，人类要想去更远的地方探索，就必须要有自给自足的方法。

　　不过，并非将植物塞进太空舱就能变成太空植物，环境的改变让生长、开花都变成了极具挑战的任务，毕竟在数亿年的进化过程中，植物已经适应了地球环境，让它们在太空扎根生长就像把人突然扔到大海里生活一样。
　　所以，最初的实验仅仅是让植物幼苗搭乘航天器到太空“兜兜风”，检查太空环境对它们的影响。直到1982年，苏联科学家才在礼炮了号空间站上完成了拟南芥“从播种到收获种子”的种植过程。那次实验结果令人满意：这些个体产生的种子大多是正常的，可以再次生根发芽，开花结果。

复杂的花朵在太空中绽放

　　2016年，在国际空间站上，绽放了第一朵百日菊。太空中想让一朵花绽放，并不是一件容易的事情。况且百日菊的花朵还有特别精细的结构。
　　百日菊是一种非常成功的园艺花卉植物，因为花期长、颜色多变、适应环境的能力很强，所以深受园艺爱好者的喜爱。

　　和其他菊科植物一样，我们看到的其实是一个花序，一朵标准的百日菊花朵是由周围花瓣一样的舌状花和中心花蕊一样的管状花共同组成的。
　　顾名思义，舌状花就是花瓣长得像舌头的花朵，这些花朵通常只有一片舌状花瓣，雌蕊和雄蕊通常没有很好地发育;而管状花就不一样了，它们没有靓丽的大型花瓣，只有包裹雌蕊和雄蕊的管子一样的花瓣。

　　这两种花分工极为明确，周围的舌状花负责吸引昆虫，而中央的管状花专司繁殖，达到成功繁殖的目的。就像一个饭店既有招揽客人的服务员，也有专职烹饪的大厨。能最大限度地有效利用资源，投入到生产种子这件大事儿上去。
　　相对于结构简单的拟南芥来说，研究结构复杂的百日菊，可以帮助我们了解微重力环境对于植物花朵发育的影响，这是我们今后长时间太空旅行的理论基础。

分不清天和地

　　在太空中，重力环境改变，对植物生长和繁殖是巨大的挑战。对于地球上生长的植物来说，茎秆向上长，根系向下长，似乎就是天经地义的事情。但是如果离开地球，事情就不这么简单了。如果我们在国际空间站种植物的话，就会发现它们长得非常纤细，并且向着四面八方随意蔓延，问题的核心就在于地球上有重力，而国际空间站是处于失重状态的。
　　目前，我们还没有确切的证据来解释植物是怎样辨别方向的。比较公认的一种看法是，植物细胞里有一些淀粉组成的颗粒，它们会受重力的影响，沉积到细胞的下部，从而给细胞壁施加刺激，这样一来，植物就能辨别出天和地了。可以说，这些淀粉粒就是植物生长的“指南针”。另外一种说法是，悬挂着细胞器的细胞骨架可以感受到细胞器下坠的方向，从而辨别出哪边是上，哪边是下。
　　如果是失去了重力作用，植物生长分不清上下，根和叶就会向着四面八方生长。就拿常用的实验植物拟南芥来说，它在失重状态下最后长成一团，本该拼命伸向天空的茎停下了脚步，反而是多了很多枝枝杈杈。就像是漂浮在水中的水草一般。 　　植物的茎叶尚且找不到方向，像花朵这样需要精细生长的结构就更困难了，这也是植物无法在太空中良好生长的关键原因。
　　在现在的科幻电影中有一些重力生成的方法，但是要进入实战阶段还需要很久。我们还可以去寻找那些控制植物生长状态的基因，通过改变植物的基因，让植物去适应失重和低重力环境。

一个电风扇解决大问题

　　在太空失重狀态下，植物碰到的挑战还不仅仅是分不清方向的问题。还有一些看似简单的问题也会影响植物的正常生长。
　　在研究初期，百日菊总是会因为叶子上生长霉菌而死亡，不管如何调整光照和湿度都无济于事。后来才发现，因为蒸腾作用产生的水分会聚集在叶片表面形成水膜导致生成霉菌。研究人员想了一个特别的解决方案，就是用风扇吹干它们。通过多次尝试，最终让百日菊植株顺利开花。
　　在探索太空的道路上，还有很多问题等待我们去解决，这也是我们探索宇宙的必经阶段。在未来，一定会有更多的植物在太空中绽放美丽花朵，而那就是人类的希望和明天。
　　（责任编辑/高琳 美术编辑/周游）

延伸阅读 苹果：完美的太空水果

　　神舟十二号载人飞船的航天员在太空吃苹果的视频火了，大家的第一反应是，为什么带入太空的水果是苹果呢？因为苹果有着自身的独特优势，就是耐储运，苹果独特的结构决定了它们优秀的储运性能。苹果的表皮十分致密，并且拥有一层保水的果蜡（齐墩果酸为主），加上苹果的呼吸强度不高，所以在适当的低温条件下，可以长时间保存。加上苹果拥有较为致密的果肉，不像草莓和樱桃那样娇气，耐得住运输和搬运。对于需要长时间存放食物的太空任务而言，苹果自然是十分合适的选择。
　　苹果没有过于奇特的强烈气味，在密闭且空间有限的太空舱中也是十分适合的。虽然太空舱中有高效强劲的空气过滤装置，但如果食物的气味过于浓烈且特别，必然还是会影响到生活和工作。很难想象，如果把榴莲塞到太空舱里是什么样的结果（其实，所有宾馆酒店和公共交通工具都禁止携带榴莲）。
　　苹果中富含膳食纤维，这种营养物质不仅仅可以成为肠道菌群的重要营养来源，促进益生菌生长，维护肠道健康，更重要的是可以刺激肠胃蠕动，对于微重力条件下航天员的身体健康是很有好处的。综合这几点，苹果已经是一种接近完美的太空水果了。