学跆拳道标语:现代物理农业试解四：植物在失重环境中会怎样呢？

很少有人去思考，植物的枝干为什么往上长，根却往地下扎。人很容易分辨方位，因为人有一套非常复杂的感觉系统，那么，植物怎样分清方向呢？植物也有感觉器官吗？对这个这个问题的研究会为人类认识世界带来无法估量的好处，或许我们不会再为饥荒、再为沙漠化、再为气候变暖等等诸如此类的麻烦操心争吵....

宇宙飞船中的豌豆苗
失重试验
一些科学家推测，当植物细胞中的流动物质（原生质）在重力的作用下向下流动的时候，细胞壁上的压力会相应地发生变化并产生某种信号，来帮助植物辨别哪是“上”，哪是“下”。
据悉，美国宇航局已经用航天飞机把植物种子送上天，希望揭开植物生长的奥秘。美国宇航局“生命／磁场”实验的主要负责人卡尔·哈森斯坦说：“航天飞机把亚麻种子送上地球轨道，并由计算机控制种子萌发时所需要的水与温度。种子在这种环境中，重力已经变得微乎其微了，同时，植物细胞中的原生质，以及淀粉颗粒的运动也将发生变化。”科学家指出，研究淀粉颗粒在不同环境下的运动状态可能有助于揭开种子萌发方向的秘密。

太空中的豌豆花
不管怎样，影响植物生长方向的因素有很多，科学家们正在一步一步地揭开其中的奥秘，相信在不久的将来，我们能够找到决定植物生长方向的终极答案。
相关资料
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植物在失重条件下生长新模式:螺旋式上升
你有没有想过在太空中，没有了重力，植物将怎样生长？美国科学家通过太空实验对苔藓类植物在无重力条件下的生长状况进行了研究，结果出乎意料，这些植物并没有像预期的那样散乱生长，而是长出了一种很有规律的螺旋形状。
按照研究者们的预先想法，这种植物应该在太空中无序生长。普通的角龄藓是一种相对低级的植物，其末端细胞会受到地球重力的影响，在黑暗的环境中，不受光线影响的它们会一直向上生长。但在1997年和2003年先后两次进行的太空实验中，角龄藓都长成螺旋状，其中后一次实验搭载的正是后来失事的哥伦比亚号航天飞机，事故发生后机上大多数硬件都被找到，11个苔藓实验盘仍然可以用于科学研究。在两次实验过程中，宇航员都进行了严格的控制，在航天飞机进入地球大气层之前，他们就“锁定”了实验植物的生长环境，帮助科学家得到原始的太空状态数据。
在地球上，重力控制着苔藓的生长方向，这种作用力来自地球的核心。科学家们认为，在没有重力的外太空，苔藓应该毫无阻力地四处生长，然而结果却远非如此，苔藓细胞按照一个车轮的顺序相继长出，两次实验结果基本相同。因此可以说，重力掩盖了苔藓的自主生长模式，这种模式只有在重力消失的情况下才能显现出来。
（2）
据《新科学家》杂志报道，美国工程技术公司——普拉根太空开发公司(Paragon Space Development)的创始人27日宣布，公司目前已经为植物和动物设计了在失重状态下生活的栖息场所，希望借此在月球上种出第一批鲜花。
该公司打算建造一个温室，并通过月球远征(Odyssey Moon)研发的月球登陆器，把它送上月球。月球远征是竞争谷歌(Google)悬赏的3000万美元“登月X大奖”的一个团队之一，这个奖项的目的是鼓励人们把无人月球车送上月球。该公司将利用这个温室，在月球表面种植生长速度快的芥菜籽，希望通过这种方式在月球上栽培出开花植物，产生跟“阿波罗”号拍摄的地球从月球表面升起的惊人图片一样令人震惊的画面。
典型太空发展公司的首席执行官塔贝尔·麦卡勒姆是生物圈2号(Biosphere 2)的一名居民，这个与温室一样的生物圈在20世纪90年代初的两年间，一共有8名居民居住。麦卡勒姆说：“我们希望那里能出现一个振奋人心的画面。”拍摄月球表面的鲜花图片有望成为太空飞行的新促进因素，但是该科研组还希望这个温室是实现月球表面可持续发展的第一步。
月球远征的创始人鲍勃·理查德斯(Bob Richards)开玩笑说：“我们先送去芥菜种子，接着送去所需的热狗。希望这些东西能为人类在月球上生存铺平道路。”建造一个用来在月球上种植植物的温室，要使它的透明度足以产生非常清晰的照片并非易事。典型太空发展公司的联合创始人简·波因特说：“要实现这个心愿，我们需要一套非常先进的必要设备。”
27日公开的温室模型是个圆顶钢化玻璃罩，直径大约是9厘米，高30厘米，内部空间足够6株植物生长。但是这种温室还需要进行一系列改进，以防止植物遭受月球表面的各种太空射线和极端温度的干扰，月球表面的温度变化非常大，最低温度可达零下170摄氏度，最高温度超过100摄氏度。
为了避开月球上可持续14个地球日的寒冷夜晚，该科研组决定把芥菜家族中生长速度很快的品种送上月球。芥菜可在一个月球日，或者14个地球日里经历从种子到开花的阶段。不过目前还有很多细节需要处理。现在科学家还不知道如何才能让种子自行播种。由于普通土壤很容易粘结在一起，因此该科研组正在考虑利用一种类似海藻琼脂的粘性结构种植植物。
麦卡勒姆表示，除了种植方法以外，播种时间也是成功的关键。如果把种子种植到发射台上的琼脂里，它们在前往月球的中途就会开花。因此，该科研组必须设计出可在月球登陆器到达月球表面后，使种子发生水合作用的方法。目前该科研组还没确定发射这个温室的日期。为了在“登月X大奖”中获胜，月球远征必须成为第一个把遥控探测器发射到月球表面的团队，并于2014年发回照片。
月球远征的目的是在2011年年底发射月球登陆器和月球车，赢取2000万美元的第一批奖金，2013年这批奖金将减少到1500万美元。理查德斯表示，不过这个科研组的发射时间可能会被推迟。他告诉《新科学家》杂志说：“我们不是在竞赛。我们正在努力开拓一种可行性商业，那样我们就能通过越来越多的任务移居月球。
(3)

太空实验证明，根的生长方向取决于重力，苗的生长取决于重力和阳光。
在太空中，根会因为没有重力丧失向地性而旋转180。向空间伸展；而它的叶细胞分裂大大加速，细胞核体积变大；
向日葵在失重情况下，向日运动加快；（在超重情况下，向日运动明显减慢）；
在太空试种过芹菜、胡萝卜、小麦、洋葱、绿豆、松苗、烟草、郁金香等多种植物，其中太空小麦的成熟比地面加快43天；
地面上的植物80%的能量（营养、水分……）用于茎的生长，而太空植物几乎没有茎，但叶子繁茂，果实丰硕。