太空中植物是怎么生长的？

下面这张荧光照片展示了天宫二号上的植物，在生长过程中根的运动。

在空间微重力条件下，根失去了向重力性生长，表现为自由生长状态，呈现螺旋状攀附生长，并保有寻找土壤的能力。

也就是说，在微重力条件下，植物扎根困难，一直在迂回寻找土壤。

其实微重力环境影响到的不只是根，我们可以再看看叶片的生长和水分的情况。

这是天宫二号上的高等植物培养实验。培养箱中是两种具有不同生长特性的植物——拟南芥（长日照植物）和水稻（短日照植物）。

生长盒上贴有透气膜，用来保障植物与温室内有一定的气体交换，而液态水不会从透气膜中逸出，以此来保障植物生长过程中所需的水分。

借助实时成像技术，研究人员可以观察微重力条件下，拟南芥和水稻从种子萌发、幼苗生长和开花发育全过程。

这就是拟南芥和水稻在天宫二号中度过的一生。（视频来源于中科院空间应用工程与技术中心）

视频右侧展示的是拟南芥在高等植物培养箱中，由短日照（2016年10月至12月）转变为长日照（2016年12月1日至2017年8月1日）后的图像。

我们可以将它与地面对照进行比较。地面对照在同样条件下，于2017年1月30日完成全部生长周期后，枯萎死亡；而空间中的拟南芥则多活了7个多月，还抽出了大量的花薹，说明空间拟南芥虽然生长较慢，但是寿命显著延长，整体生长量也极大增加。

视频左侧展示的是水稻的整个生长周期，包括种子在空间的萌发、叶片的生长与展开。

在空间生长的水稻叶片不能像地面生长水稻那样向上伸展，而是多向性，这是因为失去了重力引导的原因。

这是在天宫二号中生长的水稻叶尖“吐水”的情况。（图来源于中科院空间应用工程与技术中心）

在空间微重力条件下，水稻的根压作用将土壤中的水分通过叶分泌出来，但由于没有重量，不能有效地回到土中，水分不能有效循环。

上图中，A、B、C是水稻在“天宫二号”生长的影像，叶尖有大量水珠；

D、E、F是在水稻在地面生长的影像，叶尖没有水珠。

作者：中科院空间应用工程与技术中心 上海生命科学研究院植物生理生态研究所

出品：科学大院

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