看過電影《火星援救》的觀眾，恐怕都會(huì)對(duì)馬特·達(dá)蒙飾演的美國宇航員馬克·沃特尼在火星上種土豆養(yǎng)活自己的情節(jié)印象深刻。事實(shí)上，科學(xué)家們真的在認(rèn)真研究怎么在火星上種土豆，并且剛剛?cè)〉昧诵碌耐黄疲何挥诿佤斒锥祭R的國際馬鈴薯研究中心（The International Potato Center）發(fā)布官網(wǎng)公告，他們?cè)谀M火星環(huán)境中種植的土豆發(fā)芽啦！截至發(fā)稿，土豆苗們長勢(shì)喜人。

國際馬鈴薯研究中心（CIP）是一家致力于緩解貧困問題、保障食品安全的非營利研究機(jī)構(gòu)。此前，CIP的主要工作是培養(yǎng)土豆的環(huán)境耐受基因，例如對(duì)土地鹽度和干燥度的耐受性，以此幫助小農(nóng)戶在偏遠(yuǎn)地區(qū)的極端環(huán)境下提高糧食產(chǎn)量。這次，在美國國家航空航天局（NASA）的指導(dǎo)下，他們開始操心火星這個(gè)“偏遠(yuǎn)地區(qū)”。2016年，CIP從位于秘魯南部的潘帕斯德拉霍亞沙漠（Pampas de La Joya desert）帶回了100千克土壤。潘帕斯德拉霍亞沙漠是地球上最干旱的地方之一， NASA的專家認(rèn)為這里的土壤非常接近火星的土壤。隨后，這些土壤被放置在模擬火星的大氣環(huán)境——幾乎都是二氧化碳——進(jìn)行處理，并暴露在強(qiáng)烈的紫外線照射下。

《火星救援》中馬特·達(dá)蒙飾演的美國宇航員馬克·沃特尼在火星上種土豆

CIP于2016年2月14日正式開始建造實(shí)驗(yàn)設(shè)備——一個(gè)構(gòu)造特殊的微型立方體衛(wèi)星（CubeSat）。位于加利福尼亞的美國國家航空航天局阿姆斯研究中心(NASA ARC)提供了設(shè)計(jì)方案和相關(guān)設(shè)備，而利馬的工程技術(shù)大學(xué)（University of Engineering and Technology，UTEC）的工程師負(fù)責(zé)建造工作。

類火星土壤和土豆塊莖就被放置在這個(gè)封閉環(huán)境中，CubeSat為農(nóng)作物提供含有營養(yǎng)物質(zhì)的水，模擬火星上晝夜變化的情況，調(diào)整溫度、氣壓、氧氣和二氧化碳濃度。傳感器持續(xù)監(jiān)測這些指標(biāo)，而直播攝像機(jī)會(huì)監(jiān)控泥土的情況，以預(yù)測土豆發(fā)芽的時(shí)間。

CubeSat

實(shí)驗(yàn)成功的要求是：土豆不僅在類火星環(huán)境中存活，還能大量產(chǎn)出。項(xiàng)目成員、NASA天體生物學(xué)家Julio Valdivia-Silva表示：“在類火星環(huán)境下種植農(nóng)作物是實(shí)驗(yàn)很重要的一個(gè)階段。如果農(nóng)作物可以忍受CubeSat里的極端環(huán)境，他們就很有可能在火星上存活。我們會(huì)進(jìn)行好幾輪實(shí)驗(yàn)來找出表現(xiàn)最佳的土豆品種，找出土豆生存的底線條件。”

CIP從在本機(jī)構(gòu)注冊(cè)在案的4500種土豆中選擇了100個(gè)比較耐受極端環(huán)境的品種進(jìn)行試驗(yàn)。其中40種是安第斯山區(qū)本土品種，習(xí)慣在多石、干旱的山地生長，耐受突然的氣候變化；另外60種是能夠在水鹽稀缺的環(huán)境中生長的抗病毒轉(zhuǎn)基因品種。Valdivia對(duì)它們很有信心，“我們幾乎百分百確定這些品種中的絕大部分都能通過實(shí)驗(yàn)。”

通過初步實(shí)驗(yàn)，CIP的研究人員總結(jié)出了一些經(jīng)驗(yàn)：如果想在未來的火星任務(wù)中種植土豆，就需要準(zhǔn)備一些結(jié)構(gòu)松散，營養(yǎng)豐富的土壤，令土豆塊莖可以獲得足夠的空氣和水。NASA研究員Chris McKay研究人員表示：“我們很開心地看到，此前我們?yōu)榈厍蛱厥獾貐^(qū)培育的耐受非生物脅迫（不合適的水分、鹽分和酸堿度等）的土豆品種，在類火星土壤中也存活了。”他補(bǔ)充道，就算不考慮對(duì)火星任務(wù)的意義，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)都已經(jīng)是一個(gè)好消息了， “我們一直在為那些正在被氣候變化影響、或即將被氣候變化影響的地區(qū)培育安全的農(nóng)作物品種，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，我們的努力奏效了”。

“具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果要花一兩年才能出來，五年之后，我們可能會(huì)通過一個(gè)無人航天任務(wù)在火星上試驗(yàn)”， Valdivia說道。

CIP直播類火星環(huán)境中的土豆苗（角度2）

科學(xué)家們之所以選擇土豆主要有三方面的考慮。首先，就和馬特·達(dá)蒙在電影里選擇土豆一樣，土豆每單位土地產(chǎn)生的熱量最高，在火星上用更少的農(nóng)耕地?fù)Q取更高的卡路里十分重要。其次，土豆的原產(chǎn)地就是安第斯山區(qū)的秘魯和玻利維亞，在當(dāng)?shù)匾延谐^4000年的種植歷史。最后，土豆在育種研究方面走的比較前，目前已經(jīng)有很多耐受極端條件的品種可供選擇。

在未來幾年內(nèi)，NASA將在秘魯山區(qū)的沙漠地區(qū)建立一個(gè)火星研究所。如果類火星土壤種土豆的實(shí)驗(yàn)最終沒有成功，研究人員會(huì)轉(zhuǎn)向霧培法（無土種植法），將土豆的根部暴露在充滿營養(yǎng)液霧的空氣環(huán)境中。

這個(gè)項(xiàng)目最終不僅僅是為了實(shí)現(xiàn)在火星上種土豆，也對(duì)地球上人類正在面臨的氣候變化和糧食危機(jī)意義深遠(yuǎn)。通過進(jìn)一步培植出可耐受更極端環(huán)境的土豆基因，世界部分地區(qū)的貧困和營養(yǎng)不良問題可能會(huì)得到緩解。