计算机模拟农作物生长

【英国《新科学家》周刊文章】题：虚拟农场
所有的眼睛都紧盯着计算机屏幕，看着猕猴桃蔓渐渐萌出、抽芽、开始生长。叶子展开、花朵绽放、结出果实——一年的生长历程就这样被浓缩在不到一分钟的时间里。
要将这种计算机模式变为有益于现代农业的工具还需要做很大努力，但是它确实展示了世界各地从事的众多下述研究项目中的一个：尝试用计算机对植物的生长和构造进行三维模拟。这一最新进展可能改变作物的栽培和销售方式，它甚至还可显示出未来的作物具有那些最令人满意的性状。
加思·史密斯曾帮助霍特研究所（由新西兰政府资助的一个研究所）制作这些虚拟猕猴桃画面，他预言，总有一天，计算机将成为农民们保持竞争力的不可缺少的手段。
目前这类研究大多由新西兰、澳大利亚、法国和加拿大的研究机构同美国、英国等国家的团体合作进行。所有研究机构都在着手解决某些问题，而这些问题的答案据信就在于作物的三维结构。例如，在新西兰，果农们热衷于增加出口，因此研究人员正在研究水果的味道是怎样依其在植物上生长的位置而异的。在澳大利亚，棉农们正在寻找既能对付害虫又不危害环境的办法，于是研究人员着手研究作物的形状改变是如何通过消除害虫的藏身处或觅食途径来对付虫害的侵扰。
就在四五年前，能进行这类图形显示的大功率计算机价格还太高，无法用来搞这种纯理论性工作。但是随着计算机性能价格比的降低，作物模拟已真正开始起飞了，专用于虚拟现实系统的设备和软件也起了作用。
但是硬件解决的只是一部分问题，因此研究人员开始设计一种通用的基因模式，这种模式的依据是，同类植物实际上是由一系列重复的部件——芽、叶、茎、花和果实——组合而成。在任何一种植物里，每个芽或叶的基本生长模式与其它任一个芽或叶相同。因此，在最简单的层面上，作物的生长过程可以分解成这些重复部件生长过程的总和。
不过，实际情况的确使事情复杂化，这部分是因为植物一个部分的生长常常会影响另一部分的发育。
在昆士兰布里斯班的热带害虫控制合作研究中心工作的彼得·鲁姆预言，该项技术的前景将是令人振奋的。他预见到，将来农业科学家将在屏幕上设计作物，然后再培育或用基因工程技术繁殖出真实的作物，这种作物能与具有最理想性状的虚拟作物相媲美。鲁姆说，将来，如果计算机模拟显示，较大的叶片会使产出的果实较甜，害虫的藏身处较少，科学家也许会找出能使叶片较大的基因，并将它们转移到作物中。
这项技术的支持者坚持称，虚拟作物也许还有助于改善园艺方法。例如，它们能够显示出修剪作物以便结出具有某一特定风味果实的最佳办法。