植物微重力下難交配

太空農業或面臨挑戰，植物微重力下難交配。

據美國國家廣播公司新聞網站()報道，科學家進行的一項新研究發現，植物很難在微重力環境下交配。這一發現意味着發展太空農業可能面臨不小挑戰。此外，這項研究也揭示了重力如何對細胞間運輸產生影響。細胞間運輸對植物交配和人類腦細胞的通訊至關重要。

目前，重力將對人類的性行爲產生何種影響仍舊是一個未知數。如果一項挑選已婚夫婦上演火星之旅的私人計劃付諸實施，科學家便有望瞭解這種影響。雖然不像人類的性行爲那樣充滿刺激和興奮，植物的交配卻是一個絕佳的研究對象，可用於瞭解細胞之間如何運輸物質。

降落柱頭(開花植物的雌性器官)上後，花粉粒會生長出花粉管，充當一條輸送精細胞的管道，讓它們與卵子結合。花粉管細胞的生長速度在植物王國居於首位。研究參與者、加拿大蒙特利爾大學生物學家安吉-戈特曼表示這種快速生長對實時研究細胞間運輸非常重要。如果是其他植物細胞，科學家不得不等待幾周時間，才能觀察到它們對重力的反應。相比之下，花粉管內的反應只需要短短几秒鐘。

此外，花粉管也是一個用於研究細胞間運輸機制的出色模型，因爲它們感知不到重力。花粉管的任何反應只能因重力的物理效應所致，而不是細胞感知到重力，隨後相應改變自身行爲。一些植物細胞能夠感知到重力，根部細胞中的微小結構平衡石確保植物的根往下生長。花粉管的生長追隨雌性植物釋放的化學信號，因此無需重力信息。在這種情況下，它們就變得和任何帶有細胞核的細胞一樣，例如動物細胞。

在此項研究中，並沒有花粉管被送入太空。戈特曼和同事利用歐洲航天局的設施進行研究。他們利用一個直徑8米的離心機，讓正在生長的花粉管暴露在20g(地球重力的20倍)的重力環境下。此外，他們還將花粉管放入歐洲航天局的隨機定位機，利用這臺機器讓樣本以特定的速度朝着各個方向旋轉，消除來自每一側的引力效應，進而模擬太空的微重力。戈特曼在接受美國《生活科學》雜誌採訪時表示：“這不是真正意義上的零重力。施加於樣本的重力始終保持在1g，但方向發生改變。”

研究人員利用顯微鏡對樣本進行實時觀察。研究發現顯示花粉管可能無法感知到哪個方向是上，雖然重力仍舊產生影響。在模擬微重力環境下生長的花粉管直徑比1g環境下的花粉管小8%。在5倍於地球重力環境下，花粉管的直徑比1g環境下大8%，20倍地球重力環境下大38%。在模擬微重力環境下，花粉管的表面膨脹率下降了39%。

形成花粉管基本上就是一項微型細胞建築工程，細胞運輸小泡，沿着花粉管的生長方向擴建細胞壁。研究人員發現纖維素和胼胝質的移動在高重力和微重力環境下遭到破壞。戈特曼說：“這些細胞內的細胞間運輸在確定的通道內進行。在高重力和微重力環境下，這種運輸受到影響。”在《公共科學圖書館-綜合》上，戈特曼和同事報告了他們的研究發現。

戈特曼表示動物的繁殖與植物的繁殖存在很大差異，因此不能根據這項研究得出任何有關太空中人類性行爲的確切結論。根據《斯堪的納維亞婦科學與產科學報》1996年刊登的一篇論文，對太空性行爲的擔憂包括輻射暴露對胎兒發育的影響以及微重力的不明影響。

微重力下植物交配的研究發現對人類並非毫無意義。戈特曼表示細胞間運輸對人體細胞非常重要，尤其是神經元細胞。根據《先進太空研究》2002年刊登的一篇有關魚類大腦的研究論文，微重力會對突觸的形成產生影響。根據美國宇航局2012年公佈的一份研究報告，宇航員的認知功能在太空中下降，具體程度因人而異。造成這種現象的原因包括睡眠剝奪和輻射壓力，不過，沒有人知道神經細胞的細胞間運輸是否也是一個因素。

戈特曼說：“很多神經疾病與細胞間運輸有關，例如亨廷頓氏舞蹈症、帕金森氏症以及阿爾茨海默氏病。”人類需要了解太空中的植物交配，因爲在長期太空任務或者對其他行星進行殖民過程中，我們需要植物滿足自身食物需求。戈特曼在一封電子郵件中指出：“如果我們希望在太空中進行農業生產，我們必須考慮這個因素。爲了進行長期植物種植，我們必須尋找能夠在零重力環境下進行繁殖的物種。”