橘红色星球上的荒凉大地给了刘永定一个梦：用藻改造火星，让它变成绿色，适宜人类生存。武汉科学家、中国藻类学会理事长刘永定坚信，早期的地球之所以变成今天的绿色星球，藻起了至关重要的作用，反过来，藻一定可以改变火星。

北京时间2021年12月10日，在昆明市滇池高原湖泊研究院刘永定院士工作站，从事了40多年藻类研究的刘永定说，把藻送上火星是他最后的梦想，火星地球化（即将火星改造成适合地球生命栖息的星球）应该是21世纪人类最伟大的冒险和挑战。

12月10日，滇池生态系统观测站，刘永定（左一）与研究人员一起探讨进一步提升水质的问题。提取滇池水样。记者刘斌 摄

4次模拟火星环境试验种藻

今年9月中旬，一颗硕大的氦气球从柴达木盆地大柴旦上空徐徐升起，吊篮中放置的数十个铝合金盒子中装着两种荒漠藻——拟甲色球藻和念珠藻。氦气球将这两种荒漠藻送上3万米高空的地球临近空间。

今年9月在柴达木盆地大柴旦放飞氦气球进行荒漠藻火星环境试验。张庆 摄

氦气球是天亮前放飞的，确保正午前到达临近空间——这里温度为零下30多摄氏度，紫外线强烈，氧气稀薄，与火星环境极为相似。

此次试验持续了7个小时，结果表明，在临近空间停留4小时的两种荒漠藻全部存活，地面的中国科学院水生生物研究所（以下简称“中科院水生所”）王高鸿博士第一时间将结果告诉了远在武汉的中国藻类学会理事长、中科院水生所研究员刘永定。

氦气球上搭载的荒漠藻。张庆 摄

“我们离刘老师的设想越来越近了。”王高鸿说，为了证明藻类能够在火星上存活，刘永定带领团队先后进行了4次类火星环境荒漠藻耐受试验。

“目前只能说是存活，而不是生长繁衍。”王高鸿说，4次试验都说明藻的生命力顽强，作为模拟火星环境的试验，荒漠藻能否在火星表面繁衍生长还需要进一步试验。

“火星的磁场消失，导致环境恶性循环，而地球诞生之初同样环境恶劣，但藻类的出现逐渐改良了地球环境。”在刘永定看来，藻类对物种起源和生命演化发挥了重要作用；火星上的环境特点与早期地球陆地极为接近，人类探索火星，藻类植物或许能帮上大忙。

藻是大约35亿年前出现在地球上的，就拿古老的蓝藻来说，它是光合自养生物，利用阳光、水、氮、磷和其他营养物质进行光合作用，将二氧化碳同化为有机碳化合物，并且释放出氧气。“太空中是强辐射、微重力、亚磁环境、无水而且骤冷骤热，藻类在地面50%会自然变异，遗传的变异性与保守性同时存在，空间环境会影响生命的过程，有些可以修复有些难以修复。”刘永定说，高空环境与藻类的变异有多大关联仍需要进一步研究。

治理滇池感受藻的顽强生命力

今年78岁的刘永定从事藻类研究已有40余年。1979年，刘永定考上了中科院水生所的研究生，师从后来成为院士（学部委员）的中国著名藻类专家黎尚豪。刘永定自此与藻结缘一生，被学界称为“藻王”。

12月8日，洱海西湖幸福闸藻水分离站，刘永定（右）认真观察工作人员取来的藻水分离处理前、后两杯水样。记者刘斌 摄

20世纪90年代末，世界园艺博览会要在云南昆明举办，滇池的水葫芦、蓝藻水华比较严重，导致滇池水质恶化到劣V类。如何让滇池水质尽快好起来，中科院把这项艰巨任务交给了位于武汉的中科院水生所。1995年，51岁的刘永定“挂帅出征”，担任滇池治污和控藻的首席科学家。

滇池治理多措并举，经过多年控藻，水质明显提升，在滇池大泊口水域，监测水质的海菜花生长旺盛。记者刘斌 摄

藻类的顽强生命力给了刘永定深刻印象。在滇池控藻的过程中他突发奇想，在水中，藻类的强大繁衍力和蔓延力是危害，若是在沙漠中呢？

很快，刘永定在沙漠中发现一种荒漠藻，它们不怕晒不怕冻，耐旱耐高温，还抗紫外线辐射。只要有一点水，荒漠藻就能生长，在沙面上逐渐形成一层结皮，有神奇的固沙效果。这种结皮富含有机质和营养成分，能够加速土壤的形成。

12月10日，昆明滇池，采用水动力除藻器、藻水分离船进行绿色治藻。记者刘斌 摄

沙漠“播藻”突发奇想

——用荒漠藻改造火星

2001年起，刘永定带领中科院水生所团队在内蒙古库布齐沙漠中“播藻”，效果明显，并在乌兰布和沙漠、毛乌素沙地等地推广开来，目前数万亩沙漠已经被荒漠藻染绿。

2005年，刘永定在上海参加学术论坛时，看到火星上的大幅照片，联想到自己在库布齐沙漠的治理试验，“能不能将藻类移植到火星上去呢？用荒漠藻结皮技术改造火星。”刘永定觉得，藻类自身可以进行光合作用，将大自然的二氧化碳和水合成有机物；在合成的过程中，大多数植物需要氮肥，而一些藻类则不需要，它自己可以固氮，生物学中称为“全自养”。“要在外星球创造一个人居环境，火星是一个很好的尝试点。”刘永定说。

12月10日，滇池生态系统观测站，刘永定与研究人员一起探讨进一步提升水质的问题。记者刘斌 摄

其实，刘永定几十年前就开始把探索的目光转移到了外太空。1987年，从德国留学回国的刘永定接到了一项重要任务：开展空间生物学研究，探索利用藻类帮助宇航员在太空长期生存。

这些年来，刘永定带领团队先后参与6次返回式卫星试验和2次神舟飞船试验，研究在太空微重力、强辐射、极端温度等不利条件下，通过生物的手段建立生命保障系统。试验中，他们通过人工培育藻类植物，保证了螺蛳等小动物在太空中存活，为中国载人航天的相关探索提供了重要理论支持。

正因为在空间领域的巨大贡献，藻类专家刘永定当选国际宇航科学院院士，这也更加坚定了他用藻类改造火星环境的梦想。

期待能早日把藻送上火星

13年前刘永定办理了退休手续，退休后他没有一天是闲着的。滇池从“泪珠”到“明珠”，刘永定默默付出了26年。随着滇池水质的趋稳向好，他将忙碌的脚步移向洱海、异龙湖……云南的高原湖泊他总是放心不下，每年有一半时间在云南度过。

12月8日，刘永定与研究人员一起观察洱海甘家村采用“光催化介导”水生态修复情况。记者刘斌 摄

“刘老师对洱海贡献巨大。”上个月退休的大理州洱海湖泊研究院负责人卫志宏感慨。在卫志宏的印象中，刘永定干起工作很拼，一个电话他就来了，每天忙碌十五六个小时，也不午休，困了只在车上打个瞌睡。

如今已有15名技术骨干的大理州洱海湖泊研究院，正是在刘永定的帮助下建立起来的。经过系统治理，洱海水质近10年都维持在Ⅱ类和Ⅲ类水质之间，其中一年中多数月份为Ⅱ类水质。

12月8日，洱海西湖幸福闸藻水分离站，分离出的藻泥可制成有机肥料。记者刘斌 摄

在烟波浩渺的滇池边，刘永定经常抬头凝望，深邃的天空有他的另一个梦想。藻把他与太空紧紧相连，他时刻关注着那颗橘红色的火星。

今年8月，美国国家航空航天局（NASA）正式向社会公开招募火星体验者，在航天中心内建造的模拟火星基地内居住一年，为将来人类登陆火星长期生活积累经验。这一消息同样引起刘永定的关注——“我们不能落后，藻的火星试验还要加快。”

12月10日，昆明滇池，拦藻浮坝有效拦阻藻类，实施分区治理。记者刘斌 摄

首次火星探测任务科学目标先期研究团队成员、中国地质大学（武汉）肖龙教授对刘永定研究员用藻改造火星的设想很认同，觉得理论上可行。肖龙认为，目前刘永定团队试验外太空强辐射对藻的影响很有必要，将来火星生物试验能不能带藻类生物上火星，这一点很关键。

“火星环境恶劣，而藻类的繁殖力很强，是一种优势。另外火星上主要是二氧化碳，氧气很少，藻会消耗二氧化碳产生氧气为其他生物提供生存机会。”肖龙说。

12月8日，洱海甘家村采用“光催化介导”水生态修复技术治理水质。记者刘斌 摄

藻登陆火星后该如何生存？王高鸿解释，荒漠藻生命力顽强，种类繁多，有成百上千种，要是有一种可以在火星上合适的环境里生长发育，可以说染绿火星的梦就成了。

“把藻送上火星，一定是可以期待的，虽然暂时没有实施方案，但不能临渴掘井，做任何事情都要有前瞻性。”幽默风趣的刘永定内心总是忧心忡忡，时刻关注着祝融号火星车的动态，他希望活到中国人登上火星的那一天，能用藻染绿火星。他说：“地球是人类的摇篮，但不能永远待在摇篮里，应该走出去。”

来源：见配图水印