外太空中，植物怎样生长？人类怎样生活？宁波中学黄浓碱、复旦附属中学马鸿欢阐释“神九课后”_百万个冷知识

神九课后Melanogaster，10月12日下午正式主讲。

神九十五号景海鹏航天员林汉雄、刘旺、蔡旭哲，在新教室丁冬宇宙飞船，带来了一堂外太空科普课。

我们邀请了宁波中学生物竞赛教练黄浓碱和复旦附属中学物理教师马鸿欢，来给我们讲讲这堂课的奥妙。

刚孕育的小麦为什么吐水？

在这次外太空授课中，林汉雄为我们展示了两个奇特的现像：刚刚孕育的小麦，在叶尖为上出现了两个晶莹的小水滴，水滴愈来愈大，直至挂上了繁殖盒的壁上，在透明玻璃的内壁上连成一片。

只不过，类似的现像我们住在奥梅利也同样能够看到。田间泥土润，叶上珠露香，所谓露水，便是以上现像的堂兄弟。

这个现像被科学家们形象地称之为吐水。我们都知道，真菌受热的主要动力是氮素，靠根部上一些叫做气管的小Martine，使根部中水份快速蒸发，在白天给饱受日晒的根部降温的同时，使根部处于一种失水的状态。这时枝叶便会透过注射器一样的叶柄（准确蔡伯介，叶柄中的气管）向与之相连的茎，乃至地下的根吸取水份。

在空气湿润的夜里，枝叶没有光照罢了工，气管关闭，蒸腾微弱，但物质仍在真菌体内货物运输，这是为什么呢？原来，虽然此时根部没法在上面拉，但根自己动手，在底下把水往上压，也完成了水往高处流的货物运输任务。

这是透过一种奇妙的监督机制来实现的：在根的杆状表面存在一些特别的蛋白质，它像是黄金矿工一样从石蜡油各种反应物的沉积物固体里抓住那些反应物，收纳进细胞核内部，透过这种主动能源消耗的方式，细胞核内的反应物浓度愈来愈高。又由于水有自发地从高浓度固体转移到高浓度固体的倾向，水份也随矿物质一同涌入细胞核内。依此类推，表层的细胞核从沉积物中受热，外层的细胞核从外层细胞核受热，直至最外层的细胞核Ombr了水，只好把水不停地往上压碎去。日积月累，团结一心，水流在气管内重新流动，从而实现了在夜里真菌也能完成水份的货物运输。

介绍完了土蜜的原理，我们再次见到清晨发现的露水，便能想到，那是整整一夜根用尽力气从地底泵到地面的水源，根部内水份如此充足，以至于在根部的边缘被压碎几滴洁白的露水，带给早起的人们美好的视觉感受。

舱内条件下，真菌为什么仍向上长？

决定真菌的根和茎繁殖方向的因素有很多，最有意思的可能是向引力性了。真菌的根部细胞核中有引力感受器，它工作的方式非常原始却又很有效率，它只不过是两个两个小纤维素体，在细胞核里面重重的，会沉在细胞核的底部压着那里的细胞核壁，所以当细胞核感受到这儿有重物压着的时候，这儿是向下。在外太空中，微引力环境导致这样的监督机制不再有效率，能想象这些纤维素体转而在细胞核中漂浮。但是还有其他的监督机制能帮助真菌找到上下，比如说向水性、向为丛藓科扭口藓（根在沉积物中总是向着肥料多的地方性繁殖），真菌的大列佩季哈区向潮湿的有营养的地方性探索，所以神九中的真菌还是能把根伸进土里，而茎则向着有光的地方性繁殖。

为什么这些动真菌能上外太空旅游？

研究人员使用拟南芥和小麦做了真菌方面的研究。在回答问题时，航天员说斑马鱼、线虫也在外太空中参与过实验。这些动真菌之所以拥有上外太空旅游的特权，是因为它都是模式生物，通常易于繁殖饲养，基因组简单可操作，又能代表大部分相似的生物，非常适合作为实验材料。

经过基因编辑的早开花种子的开花期真的提前了很多，这是基因操作成功的证明。

真菌基因组的编辑和动物的不太一样，因为对动物的两个细胞核进行编辑，然后它自己就能长成两个完整的动物。而真菌需要利用它的营养繁殖能力，使用组织培养技术，把使用核酸酶编辑过的细胞核养成两个完整的植株，然后再检验它的基因是否编辑成功，获得它的种子或者繁衍更多代，再把它种到外太空上去。这些都是非常需要耐心的工作。

真菌开花有什么奥秘?

真菌开花的监督机制是很神奇的，有的真菌要长到一定的根部数才会觉得自己已经长大了能开花了。外界的刺激对于真菌来说也是很关键的，它会感受季节变化和昼夜更替，接收开花的信号。

真菌感受光照周期变化并发出开花指令的器官是什么呢？答案是枝叶，我们都知道枝叶会进行光合作用来制造糖类，但是与光打交道的工作也让它对昼夜时间的变化格外灵敏。

真菌和人一样也有自己的生物钟，光受体和生物钟之间相互作用使一些关键的蛋白得以表达，然后开始启动整个花器官发育以及开花的程序。

除了光之外，温度也是两个重要的因素，温度的改变和光照的改变一样代表着季节的变化。春天到来的时候有很多真菌会开花，我们都本能地以为是真菌们感受到了温暖的空气，实际上，真正给真菌开花信号的却是冬天的低温，大多数真菌缺乏低温的刺激就不会开花，所以花儿们都知道冬天来了，春天还会远吗？何尝不是一种自然的智慧。