Credit de imagine: NASA
Confuz? Atunci sunteți la fel ca plantele dintr-o seră de pe Marte.
Nu există încă sere, desigur. Dar exploratorii pe termen lung, pe Marte sau pe Lună, vor trebui să crească plante: pentru hrană, pentru reciclare, pentru reumplerea aerului. Iar plantele nu vor înțelege deloc acest mediu în afara pământului. Nu este ceea ce au evoluat și nu este ceea ce așteaptă.
Dar, în unele moduri, se dovedește, probabil că le va plăcea mai bine! Unele părți ale acestuia, oricum.
„Când ajungeți la ideea creșterii plantelor pe Lună sau pe Marte”, explică biologul molecular Rob Ferl, director al Cercetării și Educației în Biotehnologie Spațială a Universității din Florida, „atunci trebuie să luați în considerare ideea plantelor în creștere într-o presiune atmosferică cât mai redusă posibil. "
Există două motive. În primul rând, va ajuta la reducerea greutății proviziilor care trebuie ridicate de pe pământ. Chiar și aerul are masă.
În al doilea rând, serele marțiene și lunare trebuie să se mențină în locurile în care presiunile atmosferice sunt, în cel mai bun caz, mai puțin de un procent din normalul Pământului. Aceste sere vor fi mai ușor de construit și de exploatat dacă presiunea lor interioară este, de asemenea, foarte scăzută - poate doar o șaisprezece din Pământul normal.
Problema este că, în presiuni atât de mici, plantele trebuie să muncească din greu pentru a supraviețui. „Amintiți-vă, plantele nu au o preadaptare evolutivă la hipobarie”, spune Ferl. Nu există niciun motiv pentru care au învățat să interpreteze semnalele biochimice induse de presiune scăzută. Și, de fapt, nu. Ei îi interpretează greșit.
Presiunea joasă face ca plantele să acționeze ca și cum s-ar usca.
În experimentele recente, susținute de Oficiul de Cercetări Biologice și Fizice al NASA, grupul Ferl a expus plantele tinere în creștere la presiunile unei zecimi de Pământ normale pentru aproximativ douăzeci și patru de ore. Într-un mediu atât de scăzut de presiune, apa este extrasă prin frunze foarte repede, deci este nevoie de apă suplimentară pentru a o reumple.
Dar, spune Ferl, plantelor li s-a dat toată apa de care aveau nevoie. Chiar și umiditatea relativă a fost menținută la aproape 100 la sută. Cu toate acestea, genele plantelor care au sesizat seceta erau încă activate. Aparent, spune Ferl, plantele au interpretat mișcarea accelerată a apei drept stres de secetă, chiar dacă nu a existat deloc secetă.
Asta e rău. Plantele își pierd resursele dacă le cheltuiesc încercând să facă față unei probleme care nu există nici măcar acolo. De exemplu, s-ar putea să-și închidă stomatele - găurile minuscule din frunzele lor din care scapă apa. Sau ar putea să-și piardă frunzele cu totul. Dar, acele răspunsuri nu sunt neapărat adecvate.
Din fericire, odată ce răspunsurile plantelor sunt înțelese, cercetătorii le pot regla. „Putem face modificări biochimice care modifică nivelul hormonilor”, spune Ferl. „Le putem crește sau micșora pentru a afecta răspunsul plantelor în mediul său.”
Și, intrigant, studiile au găsit beneficii pentru un mediu de joasă presiune. Mecanismul este în esență același cu cel care provoacă problemele, explică Ferl. La presiune scăzută, nu numai apa, ci și hormonii plantelor sunt curățați mai repede din plantă. Așadar, un hormon, de exemplu, care face ca plantele să moară de bătrânețe s-ar putea deplasa prin organism înainte de a intra în vigoare.
Astronauții nu sunt singurii care vor beneficia de această cercetare. Prin controlarea presiunii aerului, să zicem, într-o seră a Pământului sau a unei coșuri de depozitare, poate fi posibilă influențarea anumitor comportamente ale plantelor. De exemplu, dacă păstrați fructele la presiune scăzută, acesta durează mult mai mult. Acest lucru se datorează faptului că eliminarea rapidă a hormonului etilen, care face ca fructele să se coacă, apoi să putrezească. Produsele agricole transportate dintr-o coastă în cealaltă în containere de joasă presiune ar putea ajunge la supermarketuri la fel de proaspete ca și cum ar fi fost ales în ziua respectivă.
Rămâne mult de făcut. Echipa lui Ferl a analizat modul în care plantele reacționează la o perioadă scurtă de presiune scăzută. Este încă de determinat modul în care plantele reacționează la petrecerea unei perioade mai mari de timp - ca întreaga lor viață - în condiții hipobarice. De asemenea, Ferl speră să examineze plantele la o varietate mai mare de presiuni. El spune că există apartamente întregi de gene care sunt activate la diferite presiuni, iar acest lucru sugerează un răspuns surprinzător de complex la mediile de joasă presiune.
Pentru a afla mai multe despre acest răspuns genetic, grupul lui Ferl sunt plante de bioinginerie ale căror gene strălucește verde atunci când sunt activate. În plus, folosesc tehnologia microcipurilor ADN pentru a examina până la douăzeci de mii de gene la un moment dat în plante expuse la presiuni scăzute.
Plantele vor juca un rol extraordinar de important pentru a permite oamenilor să exploreze destinații precum Marte și Luna. Vor oferi hrană, oxigen și chiar o veselie bună astronauților departe de casă. Pentru a folosi cel mai bine plantele în afara Pământului, „trebuie să înțelegem limitele pentru creșterea lor la presiune scăzută”, spune Ferl. „Și atunci trebuie să înțelegem de ce există aceste limite.”
Grupul lui Ferl progresează. "Partea interesantă este că începem să înțelegem ce va fi nevoie pentru a utiliza cu adevărat plantele în sistemele noastre de sprijinire a vieții." Când va veni momentul să vizitați Marte, este posibil ca plantele din seră să nu fie atât de confuze până la urmă.
Sursa originală: Știința științei NASA
