看過電影《火星援救》的觀眾，恐怕都會對馬特·達蒙飾演的美國宇航員馬克·沃特尼在火星上種土豆養活自己的情節印象深刻。事實上，科學家們真的在認真研究怎么在火星上種土豆，并且剛剛取得了新的突破：位于秘魯首都利馬的國際馬鈴薯研究中心（The International Potato Center）發布官網公告，他們在模擬火星環境中種植的土豆發芽啦！截至發稿，土豆苗們長勢喜人。

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構。此前，CIP的主要工作是培養土豆的環境耐受基因，例如對土地鹽度和干燥度的耐受性，以此幫助小農戶在偏遠地區的極端環境下提高糧食產量。這次，在美國國家航空航天局（NASA）的指導下，他們開始操心火星這個“偏遠地區”。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境——幾乎都是二氧化碳——進行處理，并暴露在強烈的紫外線照射下。

《火星救援》中馬特·達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日正式開始建造實驗設備——一個構造特殊的微型立方體衛星（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)提供了設計方案和相關設備，而利馬的工程技術大學（University of Engineering and Technology，UTEC）的工程師負責建造工作。

類火星土壤和土豆塊莖就被放置在這個封閉環境中，CubeSat為農作物提供含有營養物質的水，模擬火星上晝夜變化的情況，調整溫度、氣壓、氧氣和二氧化碳濃度。傳感器持續監測這些指標，而直播攝像機會監控泥土的情況，以預測土豆發芽的時間。

CubeSat

實驗成功的要求是：土豆不僅在類火星環境中存活，還能大量產出。項目成員、NASA天體生物學家Julio Valdivia-Silva表示：“在類火星環境下種植農作物是實驗很重要的一個階段。如果農作物可以忍受CubeSat里的極端環境，他們就很有可能在火星上存活。我們會進行好幾輪實驗來找出表現最佳的土豆品種，找出土豆生存的底線條件。”

CIP從在本機構注冊在案的4500種土豆中選擇了100個比較耐受極端環境的品種進行試驗。其中40種是安第斯山區本土品種，習慣在多石、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境中生長的抗病毒轉基因品種。Valdivia對它們很有信心，“我們幾乎百分百確定這些品種中的絕大部分都能通過實驗?！?/p>

通過初步實驗，CIP的研究人員總結出了一些經驗：如果想在未來的火星任務中種植土豆，就需要準備一些結構松散，營養豐富的土壤，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，此前我們為地球特殊地區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?！彼a充道，就算不考慮對火星任務的意義，這項實驗都已經是一個好消息了， “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培育安全的農作物品種，實驗結果表明，我們的努力奏效了”。

“具體的實驗結果要花一兩年才能出來，五年之后，我們可能會通過一個無人航天任務在火星上試驗”， Valdivia說道。

CIP直播類火星環境中的土豆苗（角度2）

科學家們之所以選擇土豆主要有三方面的考慮。首先，就和馬特·達蒙在電影里選擇土豆一樣，土豆每單位土地產生的熱量最高，在火星上用更少的農耕地換取更高的卡路里十分重要。其次，土豆的原產地就是安第斯山區的秘魯和玻利維亞，在當地已有超過4000年的種植歷史。最后，土豆在育種研究方面走的比較前，目前已經有很多耐受極端條件的品種可供選擇。

在未來幾年內，NASA將在秘魯山區的沙漠地區建立一個火星研究所。如果類火星土壤種土豆的實驗最終沒有成功，研究人員會轉向霧培法（無土種植法），將土豆的根部暴露在充滿營養液霧的空氣環境中。

這個項目最終不僅僅是為了實現在火星上種土豆，也對地球上人類正在面臨的氣候變化和糧食危機意義深遠。通過進一步培植出可耐受更極端環境的土豆基因，世界部分地區的貧困和營養不良問題可能會得到緩解。