Кредитна слика: НАСА
Збуњени? Онда сте попут биљака у стакленику на Марсу.
Тамо још увек не постоје стакленици. Али дугорочни истраживачи, на Марсу или месецу, требаће узгајати биљке: за храну, за рециклирање, за допуну ваздуха. А биљке уопште неће разумети то ванземаљско окружење. То није оно због чега су се развили и није оно што очекују.
Али на неки се начин испада да ће им се вјероватно свидети више! Неки делови, свеједно.
„Када дођете на идеју о узгоју биљака на Месецу или на Марсу,“ објашњава молекуларни биолог Роб Ферл, директор свемирског пољопривредног биотехнолошког истраживања и образовања на Универзитету на Флориди, „тада морате размотрити идеју узгоја биљака у што смањеном атмосферском притиску. "
Постоје два разлога. Прво ће вам помоћи да смањите тежину залиха које је потребно подићи са земље. Чак и ваздух има масу.
Друго, Марсовски и лунарни стакленици морају да држе на местима где су атмосферски притисци у најбољем случају мањи од једног процента нормалног у Земљи. Те стакленике ће бити лакше градити и радити ако је њихов унутрашњи притисак такође врло низак - можда само једна шеснаеста од Земље нормалног.
Проблем је што биљке у тако екстремно ниским притисцима морају напорно да раде како би преживеле. "Запамтите, биљке немају еволуцијску спремност за хипобарију", каже Ферл. Нема разлога да нису научили да тумаче биохемијске сигнале изазване ниским притиском. А у ствари, немају. Погрешно их тумаче.
Ниски притисак чини да се биљке понашају као да се исушују.
У недавним експериментима, које је подржала НАСА-ина Канцеларија за биолошка и физичка истраживања, Ферлова група је изложила младе растуће биљке притисцима једне десетине Земље нормалним током отприлике двадесет четири сата. У таквом окружењу са ниским притиском вода се веома брзо извлачи кроз лишће, па је за њено пуњење потребно више воде.
Али, каже Ферл, биљкама је дата сва вода која им је била потребна. Чак је и релативна влага задржана на готово 100%. Ипак, биљни гени који су осетили сушу још увек су се активирали. Очигледно је, каже Ферл, да су биљке тумачиле убрзани проток воде као стрес суше, иако суше уопште није било.
То је лоше. Биљке троше своје ресурсе ако их троше покушавајући да се изборе са проблемом који чак нема. На пример, могли би затворити своје стомаке - ситне рупице на лишћу из којих вода цури. Или би могли сасвим отпустити своје лишће. Али, ти одговори нису нужно одговарајући.
Срећом, чим се разумеју одговори биљака, истраживачи их могу прилагодити. "Можемо направити биохемијске преинаке које мењају ниво хормона", каже Ферл. „Можемо их повећати или смањити како бисмо утицали на реакцију биљака на њено окружење.“
И интригантно је да су студије нашле користи у окружењу са ниским притиском. Механизам је у основи исти као онај који изазива проблеме, објашњава Ферл. При ниском притиску, из биљке се брже испуштају не само вода, већ и биљни хормони. Тако би, на пример, хормон који узрокује да биљке умиру у старости могао да се креће кроз организам пре него што почне деловати.
Астронаути нису једини који ће имати користи од овог истраживања. Контролирањем ваздушног притиска, рецимо, у стакленику Земље или канти за складиштење, могуће је утицати на одређено понашање биљака. На пример, ако складиштите воће под ниским притиском, оно траје много дуже. То је због брзог елиминисања хормона етилена, који узрокује сазријевање и плод плода. Пољопривредни производи који се превозе с једне обале на другу у контејнерима са ниским притиском могли би стићи у супермаркете тако свеже, као да су их убрали тог дана.
Преостаје много посла. Ферлов тим је посматрао начин на који биљке реагују на кратак период ниског притиска. Тек треба утврдити како биљке реагују на трошење дуже количине времена - попут целог свог живота - у хипобаричним условима. Ферл се такође нада да ће биљке прегледати под различитим притисцима. Постоји читав низ гена који се активирају под различитим притисцима, каже он, а то сугерише изненађујуће сложен одговор на окружење ниског притиска.
Да би сазнали више о овом генетском одговору, Ферлова група су биоинжињеријска постројења чији гени постају зелени када активирају. Поред тога, користе технологију ДНК микрочипа да би прегледали чак двадесет хиљада гена одједном у биљкама изложеним ниским притисцима.
Биљке ће играти изузетно важну улогу у омогућавању људима да истражују дестинације попут Марса и Месеца. Они ће обезбедити храну, кисеоник и чак и добро расположење астронаутима далеко од куће. Да бисмо најбоље искористили биљке ван Земље, „морамо да разумемо границе за њихово узгајање при ниском притиску“, каже Ферл. "И тада морамо схватити зашто те границе постоје."
Ферлова група напредује. „Узбудљив део овога је што почињемо да разумемо шта ће бити потребно да се биљке заиста користе у нашим системима подршке животу“. Када дође време да посетите Марс, биљке у пластеници можда ипак нису толико збуњене.
Изворни извор: НАСА Сциенце Невс
