太空中的实验——涡虫、玫瑰与西葫芦

天狼晓月

太空中的实验——涡虫、玫瑰与西葫芦

作者：星移君

空间站中最好玩的是什么？微重力环境喽。所以很多做科研的人都想把自己跟跟重力相关的实验搬到空间站上去做做看。比如轨道上养养小虫子，纵纵火，或者闻闻玫瑰的香味什么的。NASA 的太空中的实验在这里都能找到，我们这里挑几个好玩的来讨论。
扁形动物的头和尾是怎么长的
扁形动物是什么？举个例子，请看下面这块培根。


(来自：sharon-taxonomy2009-p2 )

这个东西叫做 Prostheceraeus，是扁形动物门涡虫纲的一种比较好看的动物。

扁形动物门的一个特点就是，把它们的头砍掉，头会再长出来，把尾巴砍掉，尾巴就会再长出来。

涡虫纲的动物在地球上已经经受了很多折磨了（并没有），例如在 Tufts 大学的 Levin 的实验室里，他们问了这样一个问题：如果同时把头和尾巴切掉，在重新长头和尾的过程中，如果确定哪是头哪是尾呢？于是：


（来源： http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20026026，实验用的是planarians，Planarian）

上面是他们的实验中的一头、两头、三头和四头的动物。这些实验显示在扁形动物门的器官重生中，被切掉的部位附近的原基细胞通过神经元和其他结构来了解到底是哪个部位被切掉了。当实验用特定的方式来干扰这些神经元上的离子泵的时候，就可以出现无法正确判断，从而长出多个头的情况。
于是，他们就问了另一个问题：在微重力环境中呢？于是这个实验就厉（shang）害（tian）了。他们把切好的实验动物装瓶，送上了天。
实验的介绍在这里。实验结果呢？还没有出来，毕竟是去年才上天的，看了实验室的网站，也没有相关论文发表。

如何在太空中灭火

因为在国际空间站这样的环境中，火焰周围的空气对流很特殊，会导致燃料燃烧的行为很特殊。当空间站起火以后，如何灭火是一个非常值得研究的课题。于是，宇航员们就来了一次空间站纵火，啊，灭火实验，实验代号 FLEX。
实验发现，国际空间站上庚烷燃烧时，即便把火灭掉了，有时候还会出现一种是在汽车引擎里面才会有的现象：冷焰（cool flame）。


（来源：https://www.youtube.com/watch?v=BxxqCLxxY3M）

冷焰是戴维（Humphry Davy）意外发现的。当时戴维发现一种火焰不会点燃火柴，但是在条件满足的情况，会发展成为正常的燃烧。这种冷焰现象是导致汽车发动机爆震的原因。

这也就是说，如果在国际空间站这种地方发生火灾，灭火需要更加严格的条件。国际空间站上实验中发现的冷焰可以持续几分钟，如果留下了不容易发现的冷焰，是可能导致起火物再次剧烈燃烧起来的。

这包子有毒

这包子有毒，跟这太空包子有毒，会有区别么？如果食物中毒的话，在太空中会更严重么？答案是，很可能会的。

（来源：https://en.wikipedia.org/wiki/Salmonella）

沙门氏杆菌长这样，然而它长什么样并不重要，重要的是它是很多食物中毒的原因。应该也包括“这包子有毒”的毒包子？

沙门氏杆菌在太空中毒性会增强三到七倍，就像突然习得了什么沙门氏独门内功太空版一样。不过亚利桑那州立大学的 Nickerson 等人利用这种行为发现了控制这些毒性的基因了，所以后来一家叫做 Astrogenetix 的公司就制作了沙门氏菌的疫苗。

玫瑰的味道

玫瑰在太空中会变得更加浪漫么？
International Flavors and Fragrances 这家公司曾经在发现号航天飞机上做过玫瑰气味的实验。上天的玫瑰叫做 Overnight Scentsation，体积小，方便实验。[1]
航天飞机上的宇航员使用一条涂有特殊溶剂的硅棒对玫瑰的气味进行采样。结果发现地面上的对照组完全不同。不仅仅玫瑰挥发的气味分子（精油）变少了，气味也跟地球上的玫瑰完全不同。当采集的气味返回到地球是，地面实验室就可以分离出气味分子并且大规模合成。于是这个实验的结果是：一种香水。[2]

国际空间站上种蔬菜国际空间站上能种植物么？其实已经有不少实验了。然而在这些实验中，最让人怀念的，是在 2012 年，国际空间站上种植了西葫芦、向日葵和花菜。即便这不是一个真正的科学的研究，却为我们提供了一个认识太空种植的窗口。


（国际空间站种植的向日葵。来源：https://blogs.nasa.gov/letters/2012/06/29/post_1340814534271/）

空间站上种植并没有用土，而是用了这样一个包包：

（来源：http://nhpr.org/post/diary-space-zucchini-astronaut-imagines-his-vegetables-voice）

也许是国际空间站上的生活太乏味，植物们并没有像地球上一样健康成长。听起来，在太空吃到“水生水长”的西葫芦、花菜以及，呃，瓜子，这样的愿望，还是需要一些努力的。
实际上国际空间站上有一套专门研究植物种植的系统，叫做 Advanced Biological Research System，这套系统可以模拟不同的大气、光照和温度条件，为真正的研究提供了很好的实验条件。例如曾经有过关于转基因拟南芥的研究：拟南芥里面转入了能够让其在一些特定生存压力大的情况下发光的基因。这样的植物可以作为空间站环境指示器。

Don Pettit 曾经以西葫芦的口吻来描述了 2012 年那次太空种植。我想用他在这个拟人西葫芦口吻的日记中的一句话来结尾[3]：

When a frontier feels like home, it is no longer a frontier; it has become “civilization.”

参考和尾注：

• Overnight Scentsation，这是什么？知道的可以告知一下么？
• Shiseido Cosmetics 家的 Zen，但是并不是他家所有的 Zen 都是这样来的。
• Going Home | Letters to Earth: Astronaut Don Pettit
• 题图来自http://www.universetoday.com/126908/first-space-zinnia-blooms-and-catches-suns-rays-on-space-station/