Vzhledem k tomu, rostliny rostou ve stavu beztíže?

Obsah

• Video: oranžérie na oběžné dráze
• Video: top 5 způsobů, jak zažívá beztíže!

Gravitace je nedílnou součástí všech organismů na Zemi. Ovlivňuje každý aspekt naší fyziologie, chování a vývoj - bez ohledu na to, co jste, se vyvíjejí v prostředí, které úzce gravitace bere své kořeny v zemi. Ale co se stane, když se vzdát známého prostředí, a ocitnete se v situaci mimo evoluční zkušenosti? Biologové, pěstování rostlin v laboratorních podmínkách jsou často nastavena v takové věci. Experiment začíná na zemi, ale postupně stěhují do vesmíru. Že může být novější rostlině než podmínkách mikrogravitace ve vesmíru?

Tím, že studuje, jak rostliny reagují na život ve vesmíru, můžeme se dozvědět více o tom, jak se přizpůsobit změnám v oblasti životního prostředí. Rostliny jsou nejen důležité pro zemské životě-mohou být rovněž důležité pro rozvoj našeho vesmíru. I když jsme se připravit na budoucí kolonizaci, je důležité pochopit, jak naše rostliny mohou adaptovat na život na jiných planetách, protože mohou být stálým zdrojem potravin, vody a vzduchu pro budoucí kolonisté.

A tak, i když jsme na zemi, na stejné palubě výzkum Mezinárodní vesmírná stanice v plném proudu. Oni už nás učí několik překvapení na růst v podmínkách mikrogravitace a změnil naše myšlení o růstu rostlin na Zemi.

Učit vyrovnanost rostlin

Rostliny jsou dobře hodí pro studium environmentálního stresu. Vzhledem k tomu, že držet na jednom místě - Biologové nazývají takové přisedlin organismy - rostliny je třeba přistupovat s ohledem na všechno, že životní prostředí představuje pro ně. Přesunout na lepší místo nefunguje, změnit prostředí příliš.

Nicméně, rostliny mohou změnit „vnitřního prostředí“, a rostliny - mistr manipulace s jeho metabolismus, což jim pomáhá vyrovnat se s narušením prostředí. Z tohoto důvodu budeme používat rostliny ve svém issledovaniyah- můžeme počítat s nimi jako citlivé reportérů ekologické změny, a to i v relativně nových podmínek, jako je kosmický let.

Divili se, jak rostliny reagují na kosmických letů, s přesně v okamžiku, kdy máme možnost tam jet.

Zatímco svět studuje rostliny, samotné rostliny jsou ve vesmíru

Kosmického letu vyžaduje zvláštní komory pro růst, speciální nástroje pro monitorování a odběr vzorků a samozřejmě speciální lidi, kteří se starají o experimentu na oběžné dráze.

Typický experiment začíná na Zemi v laboratoři s vylodění spících semen Arabidopsis v Petriho misce s živným gelu. Tento gel (na rozdíl od půdy) je držen na místě ve stavu beztíže a poskytuje rostliny potřebují vodu a živiny. Tyto rostliny pak zase tmavé plátno, jsou dodávány do Kennedyho vesmírného střediska a zavedením do kapsle Dragon vrcholu Falcon 9 raketa, která letí k ISS.

Po zakotvení astronaut zátěže šálky zařízení pro pěstování rostlin. Světlo stimuluje semena otevřený, kamera neustále záznam proces vzniku zárodků a na konci experimentu astronaut shromažďuje 12 dnů staré rostliny, a uloží je do ochrany trubek.

Po návratu na Zemi, můžeme experimentovat s libovolným počtem uložených vzorků, které mají studovat jejich jedinečné metabolické procesy, které se vyskytují na oběžné dráze.

sběr ovoce

Jedna z prvních věcí, které jsme našli, je skutečnost, že některé z kořenů strategie růstu, kterou se předpokládá, že vyžadují gravitaci, to nebude vyžadovat vůbec. Při hledání vody a živin do rostliny rostou jejich kořeny, jejich odesláním do míst v okolí. Na Zemi, gravitace je důležitý indikátor „“ růstový trend, ale rostliny také použít dotek (myslím kořenovou špičku jako citlivého prstu) pohybovat kolem překážek.

V roce 1880, Charles Darwin ukázaly, že když pěstovat rostliny po šikmé ploše, kořeny rostou ze semen, nikoliv přímo, ale jsou vychýleny ve stejném směru. Tato strategie růstu se nazývá „překroutit“. Darwin spekuloval, že důvodem pro to - kombinace gravitace a dotknout kořenů - a 130 let všichni ostatní si to myslel.

Ale kořeny rostly z vyrovnání a bez tíže. V roce 2010 jsme viděli, že kořeny rostlin pěstovaných na ISS, překonal celou cestu přes povrch Petriho misky s perfektními naklápění kořenům - bez gravitace. Bylo to překvapení. Je zřejmé, že bez gravitace je za vzor růstu kořenů.

Rostliny na ISS je druhým potenciálním zdrojem informací, ze kterých mohou udělat první krok: světlo. Předpokládali jsme, při absenci gravitace, což by mohlo naznačovat, že kořeny rostou ve směru „pryč“ z listů, světlo hraje důležitou roli při orientaci ke kořenům.

Ukázalo se, že ano, světlo je velmi důležité, ale ne jen světlo - musí být sklon intenzita světla, pak to bude působit jako cenný průvodce. Představte si to jako dobrý čich: můžete se zavřenýma očima najít zdroj zápachu v kuchyni, v případě, že trouba je jen otevřen s cookies, ale v případě, že dům je stejně utopena v vůně sušenek, těžko můžete najít.

Nastavení metabolismus v reálném čase

Zářící rostliny nám umožní zjistit, které geny jsou aktivní, takže můžeme říci, co bílkoviny jsou vyráběny.

Zjistili jsme řadu genů, podílejících se na výrobě a rekonstrukci buněčných stěn, které jsou rozdílně exprimovány v rostlinách pěstovaných v prostoru. Jiné geny, které jsou citlivé na světlo - která se obvykle vyjadřuje v listech na zemi - na ISS vyjádřený v kořenech. Listy byly potlačeny mnoho genů hormon rostliny signalizaci, a geny pro ochranu proti hmyzu, se ukázal být aktivní. Tyto systémy jsou geny a proteiny něco hlášeny: v mikrogravitace oslabuje buněčné stěny rostlin a vyvinout nové způsoby, jak se cítí prostředí.

Sledujeme změn v genové expresi v reálném čase, s uvedením konkrétních fluorescenčně značených proteinů. Rostliny s přídavkem světélkující fluorescenční proteiny mohou „mluvit“ o tom, jak reagovat na jejich prostředí. Engineering Tyto rostliny působí jako biosenzor - „biosenzorů“ v krátkosti. Speciální kamery, mikroskopy nám umožňují sledovat, jak používání této rostliny je fluorescenční protein.

pohled z vesmíru

Tento druh výzkumu nám dává nové chápání toho, jak rostliny vnímají a reagují na vnější podněty na základní, molekulární úrovni. Čím více se dozvídáme o tom, jak rostliny reagují na nové a extrémních podmínkách, čím více víme o tom, jak bude závod reagovat na změny v podmínkách zde na Zemi.

Samozřejmě, že náš výzkum v této oblasti přispět ke společnému úsilí o odstranění biologie mimo planetu. Skutečnost, že gravitace není tak důležitý pro rostliny, jak jsme kdysi myslel, že je to dobrá zpráva pro plodin chovné vyhlídky na jiných planetách s nízkou gravitací, a dokonce i na lodích bez jakéhokoliv gravitace. Lidé jsou ochotni opustit planetu, a když jsme se opustit oběžnou dráhu Země, to je jisté, bude do kontaktu s rostlinou.