Як виростити рослини в нульовій вазі? Bashny.Net

Гравітність є невід’ємною для всіх організмів на Землі. Вражає кожен аспект нашої фізіології, поведінки та розвитку — незалежно від того, що ви, ви перетворите в навколишнє середовище, яке щільно затирається в землі.



Але що відбувається, якщо ви віддаєте навколишнє середовище і знаходитеся в ситуації поза еволюційним досвідом? Біологи вирощують рослини в лабораторії часто запитують це питання. Експерименти починаються на Землі, але поступово переходять в космос. Що може стати новачком на заводі, ніж умови мікрогравітності в космосі?

Вивчаючи, як рослини відповідають життю в космосі, ми можемо дізнатися більше про те, як вони адаптуються до змін навколишнього середовища. Рослини не тільки важливі для земного життя, вони також можуть бути важливими для нашої розвідки Всесвіту. Як ми готуємо до майбутньої колонізації, важливо розуміти, як наші рослини можуть адаптуватися до життя на інших планетах, адже вони можуть стати постійним джерелом їжі, води та повітря для майбутніх колоністів.

Так навіть при цьому ми на землі, на борту Міжнародного космічного вокзалу, дослідження добре ведеться. Ми вже дали нам деякі сюрпризи про зростання мікрогравітності та зміни способу мислення про зростання рослин на Землі.

Вивчення сирності рослин

Заводи добре підходять для вивчення екологічних напружень. Через те, що вони випали в одному місці — біологи називають їх оссилентом — рослини повинні бути смарт-про все оточення презентує їм. Переміщення на краще місце не буде працювати, змінити навколишнє середовище.

Однак рослини можуть змінити внутрішню навколишнє середовище, а рослини є майстрами маніпуляції їх метаболізму, що допомагає їм впоратися з перебуренням навколишнього середовища. Саме тому ми використовуємо рослини в наших дослідженнях, ми можемо розраховувати на них як чутливі до звітів для змін навколишнього середовища, навіть у порівняно з новими середовищами, такими як пробіл.

З тих пір, коли ми отримали шанс піти туди.

Космічний рейс вимагає спеціальних камер зростання, спеціальних інструментів для спостереження і збору зразків і, звичайно, спеціальних людей, які подбають про експеримент на орбіті.



Характерний експеримент починається на Землі в лабораторії, висаджуючи насіння арабідопсу в стравах домашніх тварин з поживним гелем. Цей гель (не схожий грунт) проводиться в місці нульової ваги і забезпечує рослину необхідною водою і поживними речовинами. Ці рослини потім загортають в темну тканину, прийняту до Кеннеді Space Center і завантажені в капсулу Дракона Falcon 9 ракета, яка летить до ІКС.

Після докінгу, астронаут навантажує чашки в рослинно-розвантажувальне обладнання. Світло стимулює насіння, щоб відкрити, камери постійно записують процес проростання, а в кінці експерименту астронаут збирає 12-денні рослини і зберігає їх в консерваційних трубах.

По поверненню до Землі ми можемо експериментувати так само, як ми любимо з збереженими зразками, вивчити свої унікальні метаболічні процеси, які відбувалися на орбіті.

Збір фруктів

Одним з перших речей, які ми знайшли, було те, що деякі стратегії росту кореневих культур, які ми думали, що потребували тяжіння. У пошуках води і поживних речовин рослини вирощують коренеплоди, надсилають їх на місця поблизу. На Землі є важливим тостером до напрямку росту, але рослини також використовують дотик (визначають кінчик кореня як чутливий пальчик) для навігації навколо перешкод.

У 1880 році Карл Дарвін показав, що при вирощуванні рослин уздовж нарізаної поверхні коріння не виростають безпосередньо з насіння, але досить пригнічують один спосіб. Ця стратегія росту називається “свіження”. Дарвін запропонував, що причина цього стала поєднанням ваги і дотику коренів, і за 130 років все ще думали так.

Але коріння виросли шашлик і без ваги. У 2010 році ми побачили, що коріння рослин, вирощених на ІС, проїхали весь шлях по всій поверхні петри страви з ідеальною кореневою сівалкою - без будь-якої ваги. Це був сюрприз. Очевидно, що тяжіння не за шаблоном кореневого росту.

Рослини на МІС мають другий потенціал джерела інформації, з якого вони могли б побудувати: світло. Забороняється, що при відсутності сили тяжіння, що може розповісти коріння, щоб виростити в напрямку «назовні» з листя, світло грає велику роль в орієнтації коренів.

Виявилося, що так, світло дуже важливо, але не тільки світло - має бути градієнт інтенсивності світла, потім він буде діяти як цінний довідник. Подумайте про це як хороший запах: ви можете знайти запах на кухні з вашими очима закритими, якщо печі для печива просто відкриваються, але якщо весь будинок однаково покривається в ароматі шоколадних печива, ви навряд чи знайдете його.

Об'ємні рослини дозволяють нам знати, які гени активні, тому ми можемо розповісти, які білки виробляються.



Ми знайшли низку генів, які беруть участь у виробництві та реконструкції клітинних стін, які виражаються по-різному у космічних рослинах. Інші легкочутливі гени — які зазвичай виражають у листках на Землі — виражають у коренів на ІКС. У листі перепресували гени фітогормонів, а гени, відповідальні за захист від комах. Ці візерунки генів і білків розповідають нам щось: в мікрогравітності рослини ослаблюють стінки клітин і розвивають нові шляхи для сприйняття їх оточення.

Відстежуємо зміни експресії гена в режимі реального часу шляхом затягування специфічних білків з люмінесцентним тегом. Рослини з пожовтінням флуоресцентних білків можуть розповісти вам, як вони реагують на їх оточення. Такі інженерні рослини виступають в якості біологічного датчика – «біосенсор» в короткий термін. Спеціальні фотокамери і мікроскопи дозволяють нам спостерігати, як рослина використовує ці флуоресцентні білки.

Цей вид досліджень дає нам нове розуміння того, як рослина сприймає та реагує на зовнішні стимули на фундаментальному, молекулярному рівні. Чим більше ми дізнаємось про те, як рослина відповідає новим і екстремальним умовам, тим більше ми знаємо про те, як рослина буде реагувати на зміни умов тут на Землі.

Звісно, наші дослідження в цій області сприяють колективним зусиллям приймати біологію за межі планети. У той факт, що гравітація не є важливою для рослин, оскільки ми колись думали, що вітаємо новини про перспективи вирощування культур на інших низькогравітрних планетах і навіть на кораблях, які не мають ваги на всіх. Люди готові залишити планету, і коли ми залишаємо орбіту Землі, впевнені, рослини будуть з нами. Видання



П.С. І пам'ятайте, що лише змінивши вашу свідомість – разом ми змінюємо світ!

Джерело: hi-news.ru