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植物如何在零重力下生长?
地心引力是地球上所有生物体所不可或缺的. 它影响着我们生理、行为和发展的方方面面——不管你是什么人,你都在一种扎根于地上的环境里进化。
但如果你放弃了环境 发现自己处于进化经验之外的情况会怎样呢? 实验室中生长植物的生物学家经常会问这个问题. 实验开始于地上,但逐渐进入太空. 相对于空间的微重力条件来说,什么比植物更新?
通过研究植物对太空生命的反应,我们可以更多地了解它们如何适应环境变化. 植物不仅对地球生命至关重要,而且也对我们探索宇宙至关重要。 在我们为未来的殖民化做准备时,重要的是要了解我们的植物如何能适应其他星球上的生命,因为它们能成为未来殖民者不断的食物,水和空气的来源.
因此,即使我们在地面上,在国际空间站上, 研究进展顺利。 他们已经给我们一些关于微重力生长的惊喜, 改变了我们对地球上植物生长的看法。
学习植物的宁静
植物非常适合研究环境紧张. 因为他们坚持在一个地方——生物学家称之为"沉寂"——植物必须精通环境给它们带来的一切. 搬到一个更好的地方是行不通的,也改变环境。
然而,植物可以改变内部环境,植物是操纵其新陈代谢的主人公,这有助于它们应付环境的扰动. 这就是为什么我们在研究中使用植物的原因;我们可以指望它们作为环境变化的敏感报道者,即使在空间飞行等较新的环境中也是如此。
自从我们有机会去太空后,人们开始对植物对太空飞行的反应感兴趣。
太空飞行需要特殊的生长室,观测和采集样品的特殊工具,当然还有在轨道上负责实验的特殊人员.
一种典型的实验是在实验室中开始的,在Petri菜肴中用营养凝胶放入休眠的阿拉比多普斯种子. 这种凝胶(与土壤相去甚远)由零重力保持并给植物提供必要的水和营养. 这些工厂随后被用暗布包裹起来,被送往肯尼迪航天中心并被装入飞到国际空间站的猎鹰9号火箭的"龙"太空舱.
接驳后,宇航员将杯子装入植物生长设备. 光能刺激种子打开,相机不断记录发芽过程,在实验结束时,宇航员会收集出12天的植物并储存在保存管中.
返回地球后,我们可以像我们喜欢的一样试验保存的样品,研究它们在轨道上发生的独特的代谢过程.
收集水果
我们首先发现的一件事是,一些根基增长策略,我们认为需要重力,但根本不需要。 为了找取水和养分,植物会长出根来,被送到附近的地方. 在地球上,引力是向生长方向的重要指针,但植物也使用触觉(将根尖作为敏感的指向)来绕行障碍.
1880年,查尔斯·达尔文(Charles Darwin)表明,当你沿着倾斜地表生长出植物时,根不是从种子直接生长出,而是偏离了一种方式. 这一增长战略被称为“扭曲 ” 。 达尔文提出,造成这种情况的原因是重力和根的触摸相结合,130年来,其他人都这样认为.
但根部变得扭曲,没有引力。 2010年,我们看到,国际空间站上植入的植物根部 一直穿过一个完美的根茎活泼的地表,没有任何引力。 这是一个惊喜。 显然,引力并不是根增长模式的背后。
国际空间站上的工厂有第二个潜在的信息来源,它们可以从中建立:光。 我们假设在没有引力的情况下,能分辨出从叶子"出"向"出"向"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出
结果发现,是的,光非常重要,但不仅仅是光 — — 必须有一个光强度的梯度,然后它将成为宝贵的指南。 把它当作一种好味道:如果饼干烤箱刚刚打开,你可以闭上眼睛在厨房里找到味道,但是如果整个房子同样被巧克力饼干口味所淹没,你不太可能找到.
光子植物可以让我们知道哪些基因是活性的,这样我们可以分辨出哪些蛋白质是产生的.
我们发现了一些参与细胞壁的生产和再造的基因,这些基因在太空所生的植物中表现不同. 其他轻度敏感基因——通常用地上叶子表示——在国际空间站上用根来表示。 许多植物激素信号基因被压在叶子上,负责保护昆虫的基因更加活泼. 这些基因和蛋白质的规律告诉我们一些事情:在微重力中,植物会削弱细胞壁并发展出新的方法来感知它们的周围环境.
我们实时追踪基因表达的变化, 通过用荧光标记标记特定的蛋白质。 有发光荧光蛋白的植物可以告诉你它们是如何对周围环境作出反应的. 简言之,这种被工程建造的植物是一种生物传感器——一种“生物传感器”。 特殊的相机和显微镜可以让我们观察植物如何使用这些荧光蛋白.
这种研究让我们对植物如何在基本分子层面上 看待和应对外部刺激有了新的见解。 我们越了解植物如何应对新的极端条件, 我们就越了解植物如何应对地球上不断变化的条件。
当然,我们在这一领域的研究有助于将生物学带出地球的集体努力。 引力对植物的重要性并不像我们曾经认为的那么重要,对于在其他低重力行星甚至没有引力的船舶上种植作物的前景来说,这是一个可喜的消息。 人类已经准备好离开这个星球, 当我们离开地球轨道时, 请放心,植物会和我们在一起。 已出版
P. S. 记住,只要改变你的意识——我们一起改变世界!
资料来源:hi-news.ru。
但如果你放弃了环境 发现自己处于进化经验之外的情况会怎样呢? 实验室中生长植物的生物学家经常会问这个问题. 实验开始于地上,但逐渐进入太空. 相对于空间的微重力条件来说,什么比植物更新?
通过研究植物对太空生命的反应,我们可以更多地了解它们如何适应环境变化. 植物不仅对地球生命至关重要,而且也对我们探索宇宙至关重要。 在我们为未来的殖民化做准备时,重要的是要了解我们的植物如何能适应其他星球上的生命,因为它们能成为未来殖民者不断的食物,水和空气的来源.
因此,即使我们在地面上,在国际空间站上, 研究进展顺利。 他们已经给我们一些关于微重力生长的惊喜, 改变了我们对地球上植物生长的看法。
学习植物的宁静
植物非常适合研究环境紧张. 因为他们坚持在一个地方——生物学家称之为"沉寂"——植物必须精通环境给它们带来的一切. 搬到一个更好的地方是行不通的,也改变环境。
然而,植物可以改变内部环境,植物是操纵其新陈代谢的主人公,这有助于它们应付环境的扰动. 这就是为什么我们在研究中使用植物的原因;我们可以指望它们作为环境变化的敏感报道者,即使在空间飞行等较新的环境中也是如此。
自从我们有机会去太空后,人们开始对植物对太空飞行的反应感兴趣。
太空飞行需要特殊的生长室,观测和采集样品的特殊工具,当然还有在轨道上负责实验的特殊人员.
一种典型的实验是在实验室中开始的,在Petri菜肴中用营养凝胶放入休眠的阿拉比多普斯种子. 这种凝胶(与土壤相去甚远)由零重力保持并给植物提供必要的水和营养. 这些工厂随后被用暗布包裹起来,被送往肯尼迪航天中心并被装入飞到国际空间站的猎鹰9号火箭的"龙"太空舱.
接驳后,宇航员将杯子装入植物生长设备. 光能刺激种子打开,相机不断记录发芽过程,在实验结束时,宇航员会收集出12天的植物并储存在保存管中.
返回地球后,我们可以像我们喜欢的一样试验保存的样品,研究它们在轨道上发生的独特的代谢过程.
收集水果
我们首先发现的一件事是,一些根基增长策略,我们认为需要重力,但根本不需要。 为了找取水和养分,植物会长出根来,被送到附近的地方. 在地球上,引力是向生长方向的重要指针,但植物也使用触觉(将根尖作为敏感的指向)来绕行障碍.
1880年,查尔斯·达尔文(Charles Darwin)表明,当你沿着倾斜地表生长出植物时,根不是从种子直接生长出,而是偏离了一种方式. 这一增长战略被称为“扭曲 ” 。 达尔文提出,造成这种情况的原因是重力和根的触摸相结合,130年来,其他人都这样认为.
但根部变得扭曲,没有引力。 2010年,我们看到,国际空间站上植入的植物根部 一直穿过一个完美的根茎活泼的地表,没有任何引力。 这是一个惊喜。 显然,引力并不是根增长模式的背后。
国际空间站上的工厂有第二个潜在的信息来源,它们可以从中建立:光。 我们假设在没有引力的情况下,能分辨出从叶子"出"向"出"向"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出"出
结果发现,是的,光非常重要,但不仅仅是光 — — 必须有一个光强度的梯度,然后它将成为宝贵的指南。 把它当作一种好味道:如果饼干烤箱刚刚打开,你可以闭上眼睛在厨房里找到味道,但是如果整个房子同样被巧克力饼干口味所淹没,你不太可能找到.
光子植物可以让我们知道哪些基因是活性的,这样我们可以分辨出哪些蛋白质是产生的.
我们发现了一些参与细胞壁的生产和再造的基因,这些基因在太空所生的植物中表现不同. 其他轻度敏感基因——通常用地上叶子表示——在国际空间站上用根来表示。 许多植物激素信号基因被压在叶子上,负责保护昆虫的基因更加活泼. 这些基因和蛋白质的规律告诉我们一些事情:在微重力中,植物会削弱细胞壁并发展出新的方法来感知它们的周围环境.
我们实时追踪基因表达的变化, 通过用荧光标记标记特定的蛋白质。 有发光荧光蛋白的植物可以告诉你它们是如何对周围环境作出反应的. 简言之,这种被工程建造的植物是一种生物传感器——一种“生物传感器”。 特殊的相机和显微镜可以让我们观察植物如何使用这些荧光蛋白.
这种研究让我们对植物如何在基本分子层面上 看待和应对外部刺激有了新的见解。 我们越了解植物如何应对新的极端条件, 我们就越了解植物如何应对地球上不断变化的条件。
当然,我们在这一领域的研究有助于将生物学带出地球的集体努力。 引力对植物的重要性并不像我们曾经认为的那么重要,对于在其他低重力行星甚至没有引力的船舶上种植作物的前景来说,这是一个可喜的消息。 人类已经准备好离开这个星球, 当我们离开地球轨道时, 请放心,植物会和我们在一起。 已出版
P. S. 记住,只要改变你的意识——我们一起改变世界!
资料来源:hi-news.ru。
