在火星上种庄稼

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火星是太阳系中行星之一，大量的铁氧化物覆盖在它的表面，让火星看上去总是红艳艳的。作为距离地球最近的行星，火星理所当然地成为人类第二家园的考虑范围，那么，如何让植物在火星上繁茂生长呢?

绿色先驱的烦恼

尽管火星是太阳系中除去地球之外最适合生命存在的星球，但以目前的情况，当地球生命经过艰苦的长途跋涉到达目的地时，看到的恐怕只是一片绯红的生命禁地。所以，改造火星势在必行。按照地球生命的演化规律，光合植物的率先登陆是打造崭新火星的第一步，因为植物可以为人类和其他生命提供食物、氧气、伙伴关系和远离家乡地球的大片绿色。

但是事情远比想象的要困难许多，先让我们看看下列的数据：

火星到太阳的距离为2.27亿千米，大约是地球到太阳距离的1.5倍。

火星一年的长度为687个地球日，相当于地球的两年。

火星引力是地球的2/5。

火星的大气压力只有地球大气压的1/200。

火星表面平均温度为－60℃。

火星上单位面积所接受的太阳光和热是地球的43％。

火星大气密度为地球的1％，主要成分是95％的二氧化碳，3％的氮，还有数量极少的氧，水蒸气只有地球大气中水蒸气的1/1000。

火星到处是宇宙辐射……

是的，火星环境就是如此恶劣，地球上任何一个敢以极限地带自诩的地方，面对火星恐怕都会自叹弗如。

在火星上，植物不得不面对巨大的环境压力：严峻的寒冷、干旱、低气压以及难以生长的土壤条件等等。植物虽然不像人那样焦虑，但处理压力的方式和人类分泌激素差不多，它们会产生一种化学物质――过氧化氢。过氧化氢在抗病抗压反应中起到信使的作用，将警报传达至细胞中枢――DNA，并激活植物体内的各种防御基因，调控它们生产出相应的蛋白质，使植物处在高度戒备状态，这对植物有好处。但是，过氧化物是有毒的，过量的分泌会伤害到植物本身。幸好，普通植物同样具备“自我心理调节”的能力，解除过多而持久的焦虑，它们体内的过氧化氢还原酶可以催化过氧化氢分解为水和氧分子，从而清除体内过多的毒素。

可是，面对火星上严苛的生存条件，植物现有的减压措施必须开足马力，这就产生了矛盾：一方面植物需要过氧化氢来积极面对外在压力，而另一方面大量产生的过氧化氢却可能要了植物的性命。因此，科学家需要改进植物的减压系统，邀请一位业务过硬的“心理医生”，及时地扫除植物的“心病”。这位心理医生就是生活在深海火山口附近的激烈火球菌，其体内强大的过氧化氢还原酶就是缓解植物压力的良药。

深海火山口多位于海面下数千米的地方，周围海水的温度最高可达400℃。而生活在深海中的激烈火球菌却能够安然地适应70℃～103℃的高温环境，并依靠火山口喷发出的二氧化碳维持生存。这些生活在深海火山口高温高压环境下的激烈火球菌时不时地也会被湍流卷入冰水中。使人感到惊奇的是，这些激烈火球菌居然同样能在冰水中正常生存，完全可以经受住外部温度的骤降，如此剧烈的环境变化不会对它们的新陈代谢产生任何影响。

这种外部环境的骤变，正是火星植物所要经历的。科学家们希望在这些能在极端环境下生存的微生物身上，提取出一些基因来培育亲火星环境的植物。现在研究人员已经把火球菌的基因移植到了一种体形较小，能快速生长的植物拟南芥的身上。并在两年的时间里，收集这种植物第二代，第三代的种子，让每株植物体内至少有两个过氧化氢酶基因拷贝。现在，这个基因已经成功地合并到了拟南芥细胞中，而且在没有伤害细胞的情况下正常发挥作用。

第二个绿色家园

当普通植物拥有了强大的减压基因，它们便可以不用担心自己因为过于焦虑而生病，只要全身心地投入到与火星环境抗争的事业上即可，同时，研究人员也会从其他能在恶劣环境中生存的微生物身上提取基因――这些基因要能使植物经受得住干旱、寒冷、低气压及其他恶劣条件的考验。这些植入的基因可以帮助植物对付外界压力，从而避免自身新陈代谢的停止，充满活力地在火星上生活下去。

其实我们也用不着把火星想象得有如地狱一般，它和我们的家园地球还是有很多相像的地方：

火星和地球一样有着明显的四季变化。

火星的自转周期与地球相似，一天长度为24小时37分钟。

火星与地球都有卫星，有移动的沙丘、有云、雾、霜和大风，以及大风扬起的沙尘暴。

火星南北两极也有白色的冰冠，只不过它是由干冰组成的。

火星的自转轴倾角是25度，与地球相差无几。

火星的内部结构与地球相似，都有壳、幔和核……

而且，据美国勇气号火星探测器发回的火星最新数据显示，火星地表温度在－5℃～15℃之间，这真是一个让人欣慰的好消息，科学家相信，在如此美妙的温度下，经过改造的植物将很容易生活。反过来看，这些经过“治疗”后并变得强壮的植物也可以改变地球上极端环境的面貌，让沙漠变成绿洲。干旱、寒冷等自然气候不再能够威胁人们的农业生产；这将给许多人的生活带来翻天覆地的改变。

当然了，研究的最终目标不仅仅是要培育出能在火星环境下存活的植物，更重要的是，要使这些植物能够茁壮成长，能产出农作物，能使水得到循环和重复利用，最终改变火星红彤彤的外观，使这个星球变成令人向往和喜爱的新绿色家园。

(刘少华摘自《大科技科学之谜》)