“未来世界会变得更好吗”，关于这个问题的思考与讨论是当今许多科幻电影所热衷的主题。随着科技与工业的不断发展，人们对于自然的利用与改造已经变得十分广泛和深入，人类的物质生活也因此有了极大的提高。然而，对大自然肆无忌惮的索取与不计后果的开发也使得人类遭遇了前所未有的恶劣环境与生态危机。
　　所以，在科幻电影中，经常会出现环境极端恶劣的未来世界。在2014年热映的美国科幻电影《星际穿越》中，我们的未来世界也被描绘成这样一副模样：茫茫大地一片干旱，灰尘漫天，由于环境恶化和奇怪疫病，人类最终只能够依靠种植玉米来维持生存。那么，你可曾好奇过，为什么是玉米，为什么只有玉米能够在荒芜的未来世界里顽强生长，成为人类不可或缺的“未来作物”？
　　“未来植物”特殊的固碳技巧
　　玉米除了以上的基本特征之外，能成为“未来作物”还与它独特的固碳方式有关。讨论玉米之前，我们先来看看水稻与小麦的固碳方式：当二氧化碳分子进入水稻和小麦的细胞后，首先会和一种名为二磷酸核酮糖的含有5个碳原子的分子（记为C5）结合，产生2个含有3个碳原子的分子（记为C3），其中一个C3分子通过一系列反应重新变为C5分子，而另一个C3分子则被合成为含有6个碳原子的糖类。以这种方式固定二氧化碳的植物最初产物的碳原子数目是3个，因此就把通过这种方式固碳的植物命名为C3植物，它们催化最初C5与二氧化碳结合的酶，被称为二磷酸核酮糖羧化酶。
　　然而，二磷酸核酮糖羧化酶有一个特点，它在二氧化碳浓度不足、光照过强或温度过高的情况下，会选择利用氧气氧化C5分子，这个过程称为光呼吸。这样一来，非但不能固定二氧化碳，反而会消耗C5分子，这对于需要通过固定二氧化碳来生产有机物的植物来说，不得不说是一个重大损失。
　　玉米却巧妙地规避了这一点。它的叶肉细胞分化为两种类型，一类和小麦、水稻类似，松散分散在叶片之中，而另一类则紧密围绕在叶脉周围。在那些直接和空气接触的松散叶肉细胞内，一种称为磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的酶被用来催化并固定二氧化碳，这种酶对二氧化碳有很强的亲和力，可以与二氧化碳相结合，将碳固定为一个具有4个碳原子的分子（记为C4）。而结合了二氧化碳的C4产物，则进入包围叶脉的细胞之中，在那里卸下二氧化碳，进行和C3植物中类似的产生糖类的过程。二氧化碳被富集到了围绕叶脉的细胞之中，此时二磷酸核酮糖羧化酶的氧化活性被细胞内较高浓度的二氧化碳所抑制，这样，就避免了上文所述的光呼吸这个过程的发生，光反应所造成的碳损耗就远低于C3植物。
　　在未来的假想世界中，在高温和强光下，地壳内丰富的硅酸盐的风化将加快，大量二氧化碳在硅酸盐风化时被吸收，并固定于地壳之中。大量丢失的二氧化碳将造成地球碳循环的崩溃。那时，对二氧化碳依赖度高的C3植物很可能将因不能得到足够的碳而“饿死”。而C4植物诸如玉米，却能够顽强低生存下去。同时，它们在干旱时可以部分地收缩气孔孔径，减少蒸腾失水，光合速率降低程度相对较小，提高水分在C4植物中的利用率。正是这些特性，使得C4植物在干热地区有明显的选择上的优势。
　　还有哪些“未来作物”
　　除了玉米，还有哪些作物能被我们给予期望？作为公认的耐旱能力最强的作物之一，高粱比玉米更适应恶劣的环境。高粱拥有异常强悍的根系，可使植物充分吸收利用贮存在土壤中的水分。在生长期内，每株高粱的耗水量仅为1.53千克，而玉米则需要2.32千克。同时它的叶片还具有发育良好的蜡质层，通过提高对光辐射的反射率以降低蒸腾。高粱的细胞壁具有伸缩性，可以调节失水速率，并且高粱可以调节叶片绿叶期，延长生长期。
　　除此之外，甘蔗也属于C4植物，它具有较高的光合效率，其本身合成的大量的蔗糖，可以直接被人类用于食品的生产，也是一种易种植的经济作物。
　　最后，也是最为重要的，就是我们要爱护地球，让所有的植物都能够健康蓬勃地生存下去，不要让“未来作物”成为未来世界荒芜大地上孤独的坚守者。