Vzhľadom k tomu, rastliny rastú v stave beztiaže?

obsah

• Video: oranžérie na obežnej dráhe
• Video: top 5 spôsobov, ako zažíva beztiaže!

Gravitácia je neoddeliteľnou súčasťou všetkých organizmov na Zemi. Ovplyvňuje každý aspekt našej fyziológie, správanie a vývoj - bez ohľadu na to, čo ste, sa vyvíjajú v prostredí, ktoré úzko gravitácia berie svoje korene v krajine. Ale čo sa stane, keď sa vzdať známeho prostredia, a ocitnete sa v situácii mimo evolučnej skúsenosti? Biológovia, pestovanie rastlín v laboratórnych podmienkach sú často nastavené v takej veci. Experiment začína na zemi, ale postupne sťahujú do vesmíru. Že môže byť novšie rastline ako podmienkach mikrogravitácie vo vesmíre?

Tým, že študuje, ako rastliny reagujú na život vo vesmíre, môžeme sa dozvedieť viac o tom, ako sa prispôsobiť zmenám v oblasti životného prostredia. Rastliny sú nielen dôležité pre zemskej živote-môžu byť tiež dôležité pre rozvoj nášho vesmíru. Aj keď sme sa pripraviť na budúce kolonizáciu, je dôležité pochopiť, ako naše rastliny môžu adaptovať na život na iných planétach, pretože môžu byť stálym zdrojom potravín, vody a vzduchu pre budúce kolonisti.

A tak, aj keď sme na zemi, na rovnakej palube výskum Medzinárodná vesmírna stanica v plnom prúde. Oni už nás učí niekoľko prekvapení na rast v podmienkach mikrogravitácie a zmenil naše myslenie o raste rastlín na Zemi.

Učiť vyrovnanosť rastlín

Rastliny sú dobre hodí pre štúdium environmentálneho stresu. Vzhľadom k tomu, že držať na jednom mieste - Biológovia nazývajú také přisedlin organizmy - rastliny treba pristupovať s ohľadom na všetko, že životné prostredie predstavuje pre nich. Presunúť na lepšie miesto nefunguje, zmeniť prostredie príliš.

Avšak, rastliny môžu zmeniť "vnútorného prostredia", a rastliny - majster manipulácia s jeho metabolizmus, čo im pomáha vyrovnať sa s narušením prostredia. Z tohto dôvodu budeme používať rastliny vo svojom issledovaniyah- môžeme počítať s nimi ako citlivé reportérov ekologické zmeny, a to aj v relatívne nových podmienok, ako je kozmický let.

Divili sa, ako rastliny reagujú na kozmických letov, s presne v okamihu, keď máme možnosť tam ísť.

Zatiaľ čo svet študuje rastliny, samotné rastliny sú vo vesmíre

Kozmického letu vyžaduje zvláštne komory pre rast, špeciálne nástroje na monitorovanie a odber vzoriek a samozrejme špeciálne ľudí, ktorí sa starajú o experimente na obežnej dráhe.

Typický experiment začína na Zemi v laboratóriu s vylodenia spiacich semien Arabidopsis v Petriho miske s živným gélu. Tento gél (na rozdiel od pôdy) je držaný na mieste v stave beztiaže a poskytuje rastliny potrebujú vodu a živiny. Tieto rastliny potom zase tmavé plátno, sú dodávané do Kennedyho vesmírneho strediska a zavedením do kapsule Dragon vrchole Falcon 9 raketa, ktorá letí k ISS.

Po zakotvení astronaut záťaže šálky zariadenie na pestovanie rastlín. Svetlo stimuluje semená otvorený, kamera neustále záznam proces vzniku zárodkov a na konci experimentu astronaut zhromažďuje 12 dní staré rastliny, a uloží ich do ochrany trubiek.

Po návrate na Zem, môžeme experimentovať s ľubovoľným počtom uložených vzoriek, ktoré majú študovať ich jedinečné metabolické procesy, ktoré sa vyskytujú na obežnej dráhe.

zber ovocia

Jedna z prvých vecí, ktoré sme našli, je skutočnosť, že niektoré z koreňov stratégie rastu, ktorou sa predpokladá, že vyžadujú gravitáciu, to nebude vyžadovať vôbec. Pri hľadaní vody a živín do rastliny rastú ich korene, ich odoslaním do miest v okolí. Na Zemi, gravitácia je dôležitý indikátor "" rastový trend, ale rastliny tiež použiť dotyk (myslím koreňovú špičku ako citlivého prsta) pohybovať okolo prekážok.

V roku 1880, Charles Darwin ukázali, že keď pestovať rastliny po šikmej ploche, korene rastú zo semien, nie priamo, ale sú vychýlené v rovnakom smere. Táto stratégia rastu sa nazýva "prekrútiť". Darwin špekuloval, že dôvodom pre to - kombinácia gravitácie a dotknúť koreňov - a 130 rokov všetci ostatní si to myslel.

Ale korene rástli z vyrovnania a bez tiaže. V roku 2010 sme videli, že korene rastlín pestovaných na ISS, prekonal celú cestu cez povrch Petriho misky s perfektnými naklápanie koreňom - ​​bez gravitácie. Bolo to prekvapenie. Je zrejmé, že bez gravitácie je za vzor rastu koreňov.

Rastliny na ISS je druhým potenciálnym zdrojom informácií, z ktorých môžu urobiť prvý krok: svetlo. Predpokladali sme, pri absencii gravitácie, čo by mohlo naznačovať, že korene rastú v smere "preč" z listov, svetlo hrá dôležitú úlohu pri orientácii ku koreňom.

Ukázalo sa, že áno, svetlo je veľmi dôležité, ale nie len svetlo - musí byť sklon intenzita svetla, potom to bude pôsobiť ako cenný sprievodca. Predstavte si to ako dobrý čuch: môžete so zavretými očami nájsť zdroj zápachu v kuchyni, v prípade, že rúra je len otvorený s cookies, ale v prípade, že dom je rovnako utopená v vône sušienok, ťažko môžete nájsť.

Nastavenie metabolizmus v reálnom čase

Žiariace rastliny nám umožní zistiť, ktoré gény sú aktívne, takže môžeme povedať, čo bielkoviny sú vyrábané.

Zistili sme rad génov, podieľajúcich sa na výrobe a rekonštrukciu bunkových stien, ktoré sú rozdielne exprimované v rastlinách pestovaných v priestore. Iné gény, ktoré sú citlivé na svetlo - ktorá sa zvyčajne vyjadruje v listoch na zemi - na ISS vyjadrený v koreňoch. Listy boli potlačené mnoho génov hormón rastliny signalizáciu, a gény pre ochranu proti hmyzu, sa ukázal byť aktívny. Tieto systémy sú gény a proteíny niečo hlásené: v mikrogravitácia oslabuje bunkovej steny rastlín a vyvinúť nové spôsoby, ako sa cíti prostredie.

Sledujeme zmien v génovej expresii v reálnom čase, s uvedením konkrétnych fluorescenčne značených proteínov. Rastliny s prídavkom svetielkujúce fluorescenčné proteíny môžu "hovoriť" o tom, ako reagovať na ich prostredie. Engineering Tieto rastliny pôsobia ako biosenzor - "biosenzory" v krátkosti. Špeciálne kamery, mikroskopy nám umožňujú sledovať, ako používanie tejto rastliny je fluorescenčné proteín.

pohľad z vesmíru

Tento druh výskumu nám dáva nové chápanie toho, ako rastliny vnímajú a reagujú na vonkajšie podnety na základnej, molekulárnej úrovni. Čím viac sa dozvedáme o tom, ako rastliny reagujú na nové a extrémnych podmienkach, čím viac vieme o tom, ako bude závod reagovať na zmeny v podmienkach tu na Zemi.

Samozrejme, že náš výskum v tejto oblasti prispieť k spoločnému úsiliu o odstránenie biológie mimo planétu. Skutočnosť, že gravitácia nie je tak dôležitý pre rastliny, ako sme kedysi myslel, že je to dobrá správa pre plodín chovné vyhliadky na iných planétach s nízkou gravitáciou, a dokonca aj na lodiach bez akéhokoľvek gravitácie. Ľudia sú ochotní opustiť planétu, a keď sme sa opustiť obežnú dráhu Zeme, to je isté, bude do kontaktu s rastlinou.