Pe măsură ce plantele cresc într-o stare de imponderabilitate?

conținut

• Video: orangeria pe orbită
• Video: top 5 moduri de a experimenta imponderabilitate!

Gravity este parte integrantă a tuturor organismelor de pe Pământ. Aceasta afecteaza fiecare aspect al fiziologiei noastre, comportamentul si dezvoltare - indiferent de ce ești, tu evoluează într-un mediu care ia strâns gravitația rădăcinile în pământ. Dar ce se întâmplă dacă renunți mediul familiar, și le va găsi într-o situație în afara experienței evolutive? Biologii, cultivarea plantelor în laborator de multe ori sunt stabilite într-o astfel de chestiune. Experimentul începe de pe teren, dar se deplasează treptat în spațiu. Aceasta poate fi mai nou la uzina decât condițiile de microgravitatie în spațiu?

Prin studierea modului in care plantele reactioneaza la viata in spatiu, putem afla mai multe despre modul în care acestea se adapteze la schimbările de mediu. Plantele nu sunt importante doar pentru viață Pământului ele pot fi, de asemenea, importantă pentru dezvoltarea universului nostru. In timp ce noi pregătim pentru colonizare viitor, este important să se înțeleagă modul în care plantele noastre pot adapta la viata pe alte planete, deoarece ele pot fi o sursă constantă de hrană, apă și aer pentru coloniști în viitor.

Astfel, chiar și în timp ce noi suntem pe teren, pe aceeași placă de cercetare Stația Spațială Internațională în curs de desfășurare. Ei ne-au învățat deja câteva surprize pe creștere în microgravitatie și a modificat gândirea noastră cu privire la creșterea plantelor pe pământ.

Aflați mai multe plante Serenity

Plantele sunt bine adaptate pentru studiul stresului asupra mediului. Pentru că se lipesc într-un singur loc - Biologii numesc astfel de organisme sesile - plantele trebuie să fie abordat cu o minte pentru tot ceea ce mediul le prezintă. Muta într-un loc mai bun nu funcționează, schimba mediul prea.

Cu toate acestea, plantele se pot schimba „mediul intern“, și plante - maestru de manipulare cu metabolismul său, care îi ajută să facă față cu mediul întreruperi. Din acest motiv, vom folosi plante în issledovaniyah- lor, putem conta pe ele reporterilor sensibile schimbări ecologice, chiar și în condiții relativ noi, cum ar fi spațiu de zbor.

Oamenii întrebat cum plantele reactioneaza la zborul spatial, cu exact momentul în care avem posibilitatea de a merge acolo.

În timp ce lumea studiază plantele, plantele sunt ele însele în spațiu

zbor de spațiu are nevoie de camere speciale pentru creștere, scule speciale pentru monitorizarea și colectarea de probe și, desigur, oameni speciali care au grijă de experiment pe orbită.

Un experiment tipic începe pe Pământ în laborator cu aterizarea semințelor de dormit de Arabidopsis într-un vas Petri cu un gel nutritiv. Acest gel (spre deosebire de sol) este ținut în loc în gravitație zero și asigură plantele au nevoie de apă și substanțe nutritive. Aceste plante transforma apoi pânză de culoare închisă, sunt livrate la Kennedy Space Center și încărcate în capsula Dragon deasupra Falcon 9 racheta, care zboara la ISS.

După andocare echipament încarcă astronaut cupe de creștere a plantelor. Lumina stimulează semințele deschise, camera înregistrează în mod constant procesul de apariție a germenilor și la sfârșitul experimentului astronautului colectează plante de 12 zile-vechi și le stochează în tuburile de conservare.

La întoarcerea pe Pământ, putem experimenta cu orice număr de probe stocate pentru a studia procesele lor metabolice unice care au loc în orbita.

cules de fructe

Unul dintre primele lucruri pe care le-am găsit este faptul că unele dintre rădăcinile strategiei de creștere, pe care am crezut de a cere gravitate, nu nevoie de ea deloc. În căutare de apă și substanțe nutritive la plantele cresc rădăcinile lor, trimițându-le în locuri din apropiere. Pe Pământ, gravitația este un important „indicator“ tendință de creștere, dar, de asemenea, plantele folosesc tactil (vârf de rădăcină cred ca un deget sensibil) pentru a naviga în jurul valorii de obstacole.

În 1880, Charles Darwin a arătat că, atunci când cresc plante de-a lungul suprafeței înclinate, rădăcinile cresc din semințe, nu direct, ci mai degrabă sunt deviate în aceeași direcție. Această strategie de creștere se numește „skew“. Darwin a speculat că motivul pentru care - o combinație de greutate și atinge rădăcinile - și 130 de ani toți ceilalți crezut acest lucru.

Dar rădăcinile a crescut din aliniament și fără gravitație. În 2010, am văzut că rădăcinile plantelor cultivate pe ISS, a depășit tot drumul pe suprafața unui vas Petri cu rădăcini de basculare perfecte - fără nici o gravitate. A fost o surpriză. Evident, nici o gravitate se află în spatele modelului de creștere rădăcină.

Plantele de pe ISS există oa doua sursă potențială de informații din care pot face un start: lumina. Ne-am asumat în absența gravitației, care ar putea indica rădăcinile să crească în direcția „departe“ de frunze, lumina joacă un rol important în orientarea rădăcinilor.

Sa dovedit că, da, lumina este foarte importantă, dar nu doar lumina - trebuie să fie gradientul intensitatea luminii, atunci acesta va acționa ca un ghid valoros. Imaginați-vă ca un miros bun: vă puteți cu ochii închiși pentru a găsi sursa de miros în bucătărie, în cazul în care cuptorul este deschis numai cu cookie-uri, dar în cazul în care casa este înecat în mod egal în mirosul de cookie-uri cip de ciocolată, puteți găsi cu greu.

Configurarea metabolismul pe zbor

plante Glowing ne permit de a afla care gene sunt active, astfel încât să putem spune ce proteinele sunt fabricate.

Am găsit un număr de gene implicate în producerea și reconstrucția pereților celulelor, care sunt exprimate în mod diferit în plantele cultivate în spațiu. Alte gene care sunt sensibile la lumina - care este de obicei exprimat în frunzele de pe sol - în SSI exprimate în rădăcini. Frunzele au fost reprimate multe gene un hormon de semnalizare de plante și genele pentru protecție împotriva insectelor, sa dovedit a fi mai activi. Aceste scheme sunt genele și proteinele de ceva raportate: în microgravitatie slăbește pereții celulelor de plante și de a dezvolta noi metode de a simți mediul înconjurător.

Ne ține evidența modificărilor în expresia genelor în timp real, observând specifice proteinelor marcate fluorescent. Plantele cu adaos de proteine ​​fluorescente luminoase poate „vorbi“ despre cum să reacționeze la mediul lor. Inginerie Aceste plante acționează ca un biosenzor - „biosenzor“ pentru scurt. camere speciale și microscoape ne permit să observăm modul în care utilizarea acestei plante este o proteină fluorescentă.

Vedere din spațiu

Acest tip de cercetare ne oferă o nouă înțelegere a modului în care plantele percep și să răspundă la stimuli externi la nivel fundamental, molecular. Cu cât învățăm despre modul în care plantele raspund la conditii noi si extreme mai mult, cu cât știm mai multe despre modul în care planta va reacționa la modificările condițiilor de aici de pe Pământ.

Desigur, cercetarea noastră în acest domeniu contribuie la eforturile colective pentru îndepărtarea biologiei dincolo de planeta. Faptul că gravitația nu este atât de important pentru plante, așa cum ne-am gândit o dată, este o veste bună pentru perspectivele de creștere a culturilor de pe alte planete cu gravitate scăzută și chiar și pe nave, fără nici o gravitate. Oamenii sunt dispuși să părăsească planeta, iar când vom părăsi orbita Pământului, pentru a fi sigur, va contacta planta.