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探究背后原因:中国建设空间站与进口转基因粮食的必要性


文章编号:14066 / 更新时间:2024-03-02 21:43:06 / 浏览:

出品:科普中国 制作:李会超(哈尔滨工业大学(深圳)) 监制:中国科学院计算机网络信息中心

探究背后原因中国建设空间站与进口转基因粮食

根据中国载人航天工程公室发布的消息,我国空间站的核心舱天和号与长征五号B遥二运载火箭组合体已转运至发射区,正在进行发射前的准备工作。

回顾人类的天史,当把人类送入太空还处于概念和想象中时,齐奥尔科夫斯基、冯·布劳恩等航天界的先驱们就已经提出了空间站的设想。从国外载人天技术的发展过程看,发射和运行大型空间站,让航天员在太空与地面间穿梭成为日常,是载人航天技术走向成熟的标志。

从2003神舟五号首次将中国航天员送入太空至今,在18年的岁月中,我国的载人航天工程已经成功进行了载人飞船和短期空间实验室的发射和运行,完成了年中央批准立项时提出的三步走规划中的前两步,即将迈向自己的成人礼——建设长期有人驻留的大型空间站。

什么各国纷纷要间站?别急,看完,你就知道了。

具有军事化色彩的空间站在上世纪六十年代初美苏刚刚掌握载人航天技术时,就提出了各空间站计划。除了在宣传上占据先机、显示自己国家技术实力的强大外,当时两国设计的空间站还带有强烈的军事色彩。

苏联早期军用空间站使用了礼炮的名称,甚至还将一门机炮安装到了礼炮3号空间站上,在没有航天员驻留时,在太空中真的鸣响了礼炮,进行了一次实弹射击试。美国也曾经提出过MOL项目,通过航天员的在轨操作来监视苏联的军事动态。

由于当时美国尚未掌握交会对接技术,因此MOL设想对双星飞船进行改进,将航天员直接放入空间站内发射到太空中,完成一个月的侦查任务后返回。不过在之后,无人侦查卫星的发展使得空间站的军事功能得越来越没有必要。

在空间站工程技术发展的同时,空间站存在的目的和执行的主要任务也逐步回归了航天先驱们的初心:人类飞往深空的前,人类在太空中的大型科学实验平台。

身兼数职的空间站如果航天员要乘坐飞船去往火星,要在太空中度过数以年计的时间。在飞行中,航天员们将长期处于失重状态,生理和心理还受到各种各样不利因素的冲击。一切在地球上习以为常的生活方式都要发生改变,甚至包上厕所——在美剧《生活大爆炸》中,工程师霍华德就为此进行了不太成功的工作。而当霍华德真的进入太空后,各种压力与焦虑使他近乎崩溃。

进入太空也许是每个人梦寐以求的事情,但长期呆在太空中可能并不是一件十分轻松的事情。未来,要让航天员愉快舒适的完成火星之旅我们必须先搞清楚长时间的太空飞行究竟会对人体产生怎样的影响。

2019年,一篇发表在《科学报告》(Scientific Reports)上的本文发现,当天员在太空中生活久了之后,航天员身体上的微生物群落情况也会相应地发生变化。更有趣的是,一旦结伴去了太空,航天员小伙伴们肠道细菌的种类和组分会变得越来越一致。

去年,美国科学家对完成长时间航天飞行的航天员大脑进行了核磁共振扫描分析,发现航天员们脑的体积有所膨胀,某些结构的形状还发生了改变。这两项研究是长期太空飞行效应研究的一个缩影,而研究对象都是曾经在国际空间站上工航天员。

目前,国际空间站是唯一一个可供航天员长期驻留太空的航天器,航天员在空间站上的平均工作时间大约为6个月。除了察太空飞行对人的影响外,空间站还可以测试未来可能用于太空飞行的各种技术设备。

目前,正在空间站上使用的ECLSS系统可以将各种使用过的水甚至是航天员的尿液进行汇集处理,并再次产生洁净的、可供饮用的水。技术人员们希望这个系统在国际空间站上测试改进后,未来能够用到火星上。然,长期喝尿会不会让航天员心理崩溃,可能也是需要研究的课题之一。

空间站也有望成为航天器飞向深空或降落行星前的中转站。正在计划建设的深空门户月球轨道空间站,就将在未来承担起这一职能。

人类如果想亲身飞往更遥远的太空,空间站必然是第。虽然空间站运行在低地


转基因食物兴起的背景

基因食品,就是利用生物技术,将某些生物的基因转移到其他物种中去,改造生物的遗传物质,使其在性状、营养品质、消费品质等方面向人类所需要的目标转变,以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是转基因食品。 由于地球人口日益增多,食品已经成为各国政府头疼的大问题了,为了迅速解决这个严重的问题,科学家通过实验,发现转基因工程以发挥它的优势,因此,转基因食物迅速兴起。 转基因的优点在于: 1 过去改变植物的品种主要是通过育种,这种传统的育种方式需要的时间长,杂交出的品种不易控制,目的性差,其后代可能高产但不抗病,也可能抗病但不高产,也许是高产但品质差,所以必需一次一次地进行选育。 而转基因技术就不同了,可以选择任何1个目的基因转进去,就可得到1个相应的新品种,不用再花那么长的时间筛选了。 2 传统的育种只能是水稻对水稻,玉米对玉米,进行杂交,不能水稻对玉米,水稻更不能和细菌进行杂交。 而转基因技术不但可以把不同植物的基因进行组合,而且还可以把动物的基因,甚至人的基因组合到植物里去。 比如:科学家看中了一种北极熊的基因,认为它有抵抗冷冻的作用,于是将其分离取出,再植入番茄之中,培育出耐寒番茄。 3 通过转基因技术可培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等特性的作物新品种,以减少对农药化肥和水的依赖,降低农业成本,大幅度地提高单位面积的产量,改善食品的质量,缓解世界粮食短缺的矛盾。 例如:马铃薯植人天蚕素的基因后,抗清枯病、软腐病的能力大大提高,过去这两种病每年会带来近3成的减产,一种抗科罗拉多马铃薯甲虫的马铃薯,可使美国每年少用37万kg的杀虫剂;阿根廷播种转基因豆种后,大豆抗病和抗杂草能力大为增加,使用农药和除草剂的量减少,生产成本比原来下降了15%。 4 利用转基因技术生产有利于健康和抗疾病的食品。 杜邦和孟山都公司即将推出多种可榨取有益心脏的食用油的大豆。 两大公司还将联手推出味道更鲜美且更容易消化的强化大豆新品种。 艾尔姆公司与其他公司合作,正在研究高含量抗癌物质的西红柿,以及可用于生产血红蛋白的玉米和大豆。 此外,含疫苗的香蕉和马铃薯也正在加紧研究中;日本科学家利用转基因技术成功培育出可减少血清胆固醇含量、防止动脉硬化的水稻新品种;欧洲科学家新培育出了米粒中富含维生素A和铁的转基因稻,这一成果有可能帮助降低全球范围内、特别是以稻米为主食的发展中国家缺铁性贫血和维生素A缺乏症的发病率。 5 转基因食品可以摆脱季节、气候的影响,让人们一年四季都可吃到新鲜的瓜菜。 同时,人们还发现转基因作物结出的果实,无论外形还是味道都别具风味。 英国的科学家将一种可以破坏叶绿素变异的基因移植到草中,可以使之四季常青,除了具有绿化功能之外,还使畜牧业受益,因青草的营养比干草高,而使肉的质量提高。 6 利用转基因技术,把生长素基因、多产基因、促卵素基因、高泌乳量基因、瘦肉型基因、角蛋白基因、抗寄生虫基因、抗病毒基因等外源基因导入动物的精子、卵细胞或受精卵,可培育出生长周期短、产仔多、生蛋多、泌乳量高,生产的肉类、皮毛品质与加工性能好,并具有抗病性的动物,目前已在牛、羊、猪、鸡、鱼等家养动物中取得一定成果。 近年,有科学家认为转基因食品对人体健康有害,但还在论证中。

空间站有什么作用和意义?

空间站的作用:保证了太空科研工作的连续性和深入性,对研究的逐步深化和提高科研质量有重要作用。空间站的意义:空间站在太空接纳航天员进行实验,可以使载人飞船成为只运送航天员的工具,从而简化了其内部的结构和减轻其在太空飞行时所需要的物质。

空间站(space station)又称太空站、航天站。是一种在近地轨道长时间运行、可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。空间站的作用:保证了太空科研工作的连续性和深入性,对研究的逐步深化和提高科研质量有重要作用。空间站的意义:空间站在太空接纳航天员进行实验,可以使载人飞船成为只运送航天员的工具,从而简化了其内部的结构和减轻其在太空飞行时所需要的物质。

空间站特点是体积比较大、结构复杂,在轨道飞行时间较长,有多种功能,能开展的太空科研项目也多而广。空间站的特点之一是经济性。另外,空间站在运行时可载人,也可不载人,只要航天员启动并调试后它可照常进行工作,定时检查,到时就能取得成果。

这样能缩短航天员在太空的时间,减少许多消费,当空间站发生故障时可以在太空中维修、换件,延长航天器的寿命。增加使用期也能减少航天费用。因为空间站能长期(数个月或数年)的飞行,故保证了太空科研工作的连续性和深入性,这对研究的逐步深化和提高科研质量有重要作用。

太空农业

太空农业(Space Agriculture)是继地球农业、海洋农业以后,以航天技术为基础,开发利用太空环境资源而开辟的一个崭新的农业领域。 其中包括利用卫星或高空气球携带搭载作物种子、微生物菌种、昆虫等样品,在太空宇宙射线、高真空、微重力等特殊条件作用下,诱发染色体畸变,进而导致生物遗传性状的变异,快速有效地选育新品种的空间诱变育种;利用卫星和空间站在太空环境下直接种养生产农产品,用于解决太空人员的食物来源,甚至返销地面以补稀缺。 俄罗斯1997年进行模拟太空蔬菜水培试验,成功地种出“月球生菜”、“宇宙胡萝卜”、“外太空番茄”等。 同年俄罗斯农业科学院和国家宇宙局在“和平号”太空站上的太空温室里试种的“太空小麦”又获成功。 目前美国、日本的科学家也正在联合攻关,将甘薯种在航天器里,不仅可以补充舱内氧气,而且可供宇航员食用。 可见,太空这一无菌、高洁净、高真空、微重力、强辐射的得天独厚的特殊环境,也是食品资源向新领域延伸的一个新舞台。 自1987年以来,我国育种工作者富有独创性地首先开始利用返回式卫星和高空气球搭载农作物种子,进行空间诱变育种研究取得了一批极有价值的研究资料和成果,获得了一些对产量有突破性影响的罕见突变,选育出一些有应用前景的新品系。 这一方法的特点是变异幅度变大、有益变异增多、育种周期缩短,如1987年利用高气球搭载的甜椒品种龙椒二号,经连续多年混合选择,已培育出果重达250克以上,增产120%的早熟新品系。 1987年利用高空气球搭载了粳稻品种中作59和海香,其M2代在11个性状上均出现广幅的分离,不仅从中获得了产量、品质明显改进的新品系,而且从中选育出能够恢复籼型雄性不育系育性的粳稻恢复基因突变系,这是迄今利用其它手段难以获得的罕见突变,它将对水稻亚种间杂种优势利用产生重大影响,目前已从中选育出10多个综合农艺性状好、恢复力强的恢复系,以其配制的杂种一代优势显著,可望很快应用于生产。 1992年利用高空气球搭载的水稻品种ZR9,经三年选育,获得早熟、高产、优质的新品系--航育1号,亩产最高达700公斤,目前正在进行生产试验和试种,等等。 利用航天技术进行农作物育种工作是一个具有中国特色的新兴研究领域,虽然从总体上来说,目前仍处于起步阶段,但已显示出诱人的前景,和生物技术、核技术农业应用等一样,空间技术育种将成为促进我国粮食增产,缓解粮食压力的一条有效途径。 粮食问题将是一个长期的带有根本性的战略问题,任何时候都不能有丝毫放松。 而解决粮食问题必须依靠科技进步也将是长期的带有根本性,航天育种虽然是新生事物,却已显示出其活力和生命力,加上在国际上的优势和特色,应当从我国国情出发,给予必要的扶植和支持,特别是九五期间,要在以往工作的基础上,加强总体规划,系统统筹,精心设计,组织农业育种和航天技术两方面的精干技术队伍,基础研究和应用、开发研究相结合,宏观研究和微观研究相结合,高新技术和常规技术相结合,跨部门、跨专业团结协作,进行联合攻关,重点开展地面育种应用和机理研究及模拟试验、搭载设备研制两大方面工作。 农业部门和航天部门有合作、有分工,相信在国家计委、科委的支持下,会使这一高新技术尽快地在农业生产中发展大作用,为农业上新台阶,解决我国粮食问题做出新贡献。 作为农业主管部门,支持促进农业发展的科技发展,是我们义不容辞的责任,我们将精心组织技术队伍,精诚地和航天部门、航天专家们一起,共同努力,推动航天育种事业的迅速发展。 航天育种前途无量!


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