科学家正将大麻种子送入太空

大麻这种用途广泛的植物,或许未来有一天能为月球和火星殖民者所用。而眼下,科学家计划将其种子送入轨道,接受太空辐射的洗礼,看看会发生什么。
这些样本将搭乘名为 MayaSat-1 的小型生物孵化器升空。该设备由斯洛文尼亚航天生物研究公司 Genoplant Research Institute 研发,专门从事太空生物实验。MayaSat-1 将在 500 多公里高空运行,穿越靠近南北极的地带。由于地球磁场作用,这些区域太阳释放的带电粒子浓度极高。当孵化器通过这些区域时,所受辐射剂量将是国际空间站(ISS)在赤道附近轨道的 100 倍。该胶囊将环绕地球三圈,整个任务持续约 3 小时,然后重返大气层,最终坠落在太平洋。如果一切顺利,回收队伍将在距离夏威夷海岸 9 小时航程的位置打捞孵化器,再运回欧洲,正式展开研究。
这次任务参与方之一是斯洛文尼亚 Research Nature Institute 的 Božidar Radišič,他将在办公室全程直播关注发射动态。他领导的 Martian Grow 项目计划将 约150粒大麻种子送入太空,测试它们的抗逆性,并尝试加速其进化过程。这并非噱头,也不是为了寻找“宇宙大麻”。
Radišič 多年来致力于大麻研究,他相信大麻是太空农业的理想作物。它生长迅速,适应性强,已有数千年栽培历史。他表示:“如果未来我们要在火星上繁衍生息,这种植物将是极佳选择。迟早我们会在月球建立基地,而大麻凭借多功能性,能为这些项目提供食物、蛋白质、建筑材料、纤维、塑料和药品。没有其他植物能同时具备这些用途。”
众所周知,大麻中的 THC 和 CBD 是其代表性活性成分,但事实上,这种植物含有数百种化合物,许多仍未被完全认知。我们已知的是,大麻对压力环境(如紫外线、伽马射线等辐射)有极强耐受性,这些因素反而被用来促进其地面栽培。同时它也能在西藏高原、东南亚丛林、阿富汗沙漠等多样环境中生长,且易于在受控条件下繁育。
英国医疗大麻生产企业 Hilltop Leaf 的种植主管 Gary Yates 同样认同大麻的太空作物潜力。他说:“它的坚韧性使其非常适合极端环境,不需要太多水,耐贫瘠土壤,并表现出植物修复作用,可吸附土壤中的毒素和重金属。”
此前研究显示,太空环境中的微重力和辐射会对植物基因产生影响。Radišič 表示,这正是将大麻种子送上轨道的核心原因:“我们要探索宇宙环境是否以及如何影响大麻基因组,但这可能要几代之后才能观察出结果。”
普渡大学农业与生物工程学教授 D. Marshall Porterfield 长年研究太空植物生长,他指出,辐射对生物材料的影响“已有大量数据”。他说:“辐射会随机引发突变,可能激活、抑制或破坏某些基因,甚至影响信号通路,进而产生多样生物响应,最终筛选出新的稳定突变体。”
Radišič 并非第一个关注大麻太空效应的科学家。2019 年,科罗拉多大学博尔德分校等团队就曾将大麻组织培养物送往国际空间站,但目前尚未发布任何相关辐射与微重力对大麻影响的成果。
与此同时,其他研究人员也在推动超高辐射植物实验。Porterfield 参与了 NASA 的 LEAF 任务,这是一项计划随 2027年阿尔忒弥斯III号登月任务进行的月球植物生长实验。他说:“在低地轨道外,我们对辐射对植物影响几乎一无所知。这将是 LEAF 项目的重点,因为未来要在月球农业系统中解决这一挑战。”
“过去30年来,人类受限于近地轨道,很多深空生物学基础研究停滞。银河宇宙射线等变量辐射源可能引发意料之外的植物反应,对未来月球农场至关重要。”
一旦 MayaSat-1 返回,接下来两年内,Radišič 团队将与斯洛文尼亚 卢布尔雅那大学健康科学学院合作,从返回的太空种子中培育克隆种苗,监测基因变化和植物适应性,包括大麻素含量变化(如 CBD、THC 等化合物的水平差异)。第二阶段研究将模拟火星土壤条件,并在地球上进行低重力环境栽培。
捷克共和国 Palacký 大学和耶路撒冷希伯来大学化学家 Lumír Ondřej Hanuš 从上世纪70年代起研究大麻,他作为顾问参与了该项目,认为“回收种子后的科研潜力极大”。
Martian Grow 团队计划检测种子的遗传和表观遗传变化,还会观察植物叶片大小、叶绿素含量、根系结构、光合作用速率、水分利用率等结构和生理特征变化。团队还将模拟病害胁迫,分析酶激素活性及二级代谢物,寻找潜在新型化合物。
Radišič 表示:“无论是否发生变化,结果都对未来意义重大,因为这能为太空环境下大麻种植提供宝贵依据。”
当然,想在火星上真正种出大麻,或其他作物,仍任重道远。微重力、极端温度、缺乏养分和土壤毒素等因素,构成巨大障碍。
Genoplant CEO Petra Knaus 表示:“未来必须让植物适应火星环境,同时也要改良植物本身。当前我们认为,只有在封闭式受控环境舱中,植物才能生长。” Genoplant 正研发一款新型太空舱,预计 2027年进行首轮重返测试,可实现长期太空育种并监测多代植物生长状态。
尽管大麻有望成为太空时代的“超级作物”,但在地球上,它依然主要被视为娱乐性药物,尽管在医疗用途上早已广泛应用。这种刻板印象阻碍了相关科研和政策认同。Hanuš 乐观表示,无论结果如何,此项研究都有望打破偏见,加速大麻科学价值的认可。
他说:“如果能发表有价值的成果,将加快我们对大麻的认知。这是一种非常重要的植物,如果人类未来踏入太空、在异星开辟新家园,它将发挥巨大作用。”