视频｜《火星救援》没瞎编：模拟火星环境下，土豆真的发芽了

看过电影《火星援救》的观众，恐怕都会对马特·达蒙饰演的美国宇航员马克·沃特尼在火星上种土豆养活自己的情节印象深刻。事实上，科学家们真的在认真研究怎么在火星上种土豆，并且刚刚取得了新的突破：位于秘鲁首都利马的国际马铃薯研究中心（The International Potato Center）发布官网公告，他们在模拟火星环境中种植的土豆发芽啦！截至发稿，土豆苗们长势喜人。

国际马铃薯研究中心（CIP）是一家致力于缓解贫困问题、保障食品安全的非营利研究机构。此前，CIP的主要工作是培养土豆的环境耐受基因，例如对土地盐度和干燥度的耐受性，以此帮助小农户在偏远地区的极端环境下提高粮食产量。这次，在美国国家航空航天局（NASA）的指导下，他们开始操心火星这个“偏远地区”。2016年，CIP从位于秘鲁南部的潘帕斯德拉霍亚沙漠（Pampas de La Joya desert）带回了100千克土壤。潘帕斯德拉霍亚沙漠是地球上最干旱的地方之一， NASA的专家认为这里的土壤非常接近火星的土壤。随后，这些土壤被放置在模拟火星的大气环境——几乎都是二氧化碳——进行处理，并暴露在强烈的紫外线照射下。

《火星救援》中马特·达蒙饰演的美国宇航员马克·沃特尼在火星上种土豆

CIP于2016年2月14日正式开始建造实验设备——一个构造特殊的微型立方体卫星（CubeSat）。位于加利福尼亚的美国国家航空航天局阿姆斯研究中心(NASA ARC)提供了设计方案和相关设备，而利马的工程技术大学（University of Engineering and Technology，UTEC）的工程师负责建造工作。

类火星土壤和土豆块茎就被放置在这个封闭环境中，CubeSat为农作物提供含有营养物质的水，模拟火星上昼夜变化的情况，调整温度、气压、氧气和二氧化碳浓度。传感器持续监测这些指标，而直播摄像机会监控泥土的情况，以预测土豆发芽的时间。

CubeSat

实验成功的要求是：土豆不仅在类火星环境中存活，还能大量产出。项目成员、NASA天体生物学家Julio Valdivia-Silva表示：“在类火星环境下种植农作物是实验很重要的一个阶段。如果农作物可以忍受CubeSat里的极端环境，他们就很有可能在火星上存活。我们会进行好几轮实验来找出表现最佳的土豆品种，找出土豆生存的底线条件。”

CIP从在本机构注册在案的4500种土豆中选择了100个比较耐受极端环境的品种进行试验。其中40种是安第斯山区本土品种，习惯在多石、干旱的山地生长，耐受突然的气候变化；另外60种是能够在水盐稀缺的环境中生长的抗病毒转基因品种。Valdivia对它们很有信心，“我们几乎百分百确定这些品种中的绝大部分都能通过实验。”

通过初步实验，CIP的研究人员总结出了一些经验：如果想在未来的火星任务中种植土豆，就需要准备一些结构松散，营养丰富的土壤，令土豆块茎可以获得足够的空气和水。NASA研究员Chris McKay研究人员表示：“我们很开心地看到，此前我们为地球特殊地区培育的耐受非生物胁迫（不合适的水分、盐分和酸碱度等）的土豆品种，在类火星土壤中也存活了。”他补充道，就算不考虑对火星任务的意义，这项实验都已经是一个好消息了， “我们一直在为那些正在被气候变化影响、或即将被气候变化影响的地区培育安全的农作物品种，实验结果表明，我们的努力奏效了”。

“具体的实验结果要花一两年才能出来，五年之后，我们可能会通过一个无人航天任务在火星上试验”， Valdivia说道。

CIP直播类火星环境中的土豆苗（角度2）

科学家们之所以选择土豆主要有三方面的考虑。首先，就和马特·达蒙在电影里选择土豆一样，土豆每单位土地产生的热量最高，在火星上用更少的农耕地换取更高的卡路里十分重要。其次，土豆的原产地就是安第斯山区的秘鲁和玻利维亚，在当地已有超过4000年的种植历史。最后，土豆在育种研究方面走的比较前，目前已经有很多耐受极端条件的品种可供选择。

在未来几年内，NASA将在秘鲁山区的沙漠地区建立一个火星研究所。如果类火星土壤种土豆的实验最终没有成功，研究人员会转向雾培法（无土种植法），将土豆的根部暴露在充满营养液雾的空气环境中。

这个项目最终不仅仅是为了实现在火星上种土豆，也对地球上人类正在面临的气候变化和粮食危机意义深远。通过进一步培植出可耐受更极端环境的土豆基因，世界部分地区的贫困和营养不良问题可能会得到缓解。