Rahvusvahelise kosmosejaama pardal kasvavad herned. Pildikrediit: ISS Expedition 6 meeskond, NASA. Pilt suuremalt
Ärevus võib olla hea asi. See annab teile märku, et midagi võib olla valesti, see oht võib olla lähedal. See aitab käivitada signaale, mis panevad teid tegutsema valmis. Kuid kuigi aeg-ajalt väike ärevus võib teie elu päästa, põhjustab pidev ärevus suurt kahju. Hormoonid, mis kiirendavad teie keha, kahjustavad ka teie aju, immuunsussüsteemi ja palju muud, kui need kogu aeg teie kehast üle ujutavad.
Taimed ei muretse samamoodi nagu inimesed. Kuid nad kannatavad stressi all ja saavad sellega hakkama samamoodi. Nad tekitavad keemilise signaali - superoksiidi (O2-) -, mis paneb ülejäänud taime suure tähelepanu all. Superoksiid on siiski mürgine; liiga suur osa sellest kahjustab taime.
See võib olla probleemiks Marsi taimedele.
Kosmoseuuringute visiooni kohaselt külastavad ja uurivad inimesed Marssi eelseisvatel aastakümnetel. Paratamatult tahavad nad taimi endaga kaasa võtta. Taimed pakuvad toitu, hapnikku, seltskonda ja kodust kaugel asuvat rohelise plaastrit.
Marsil peaksid taimed taluma tingimusi, mis põhjustavad neile tavaliselt suurt stressi - tugevat külma, põuda, madalat õhurõhku, mulda, mille jaoks nad ei arenenud. Kuid taimefüsioloog Wendy Boss ja Põhja-Carolina osariigi ülikooli mikrobioloog Amy Grunden usuvad, et nad suudavad välja töötada taimi, mis suudavad nendes tingimustes elada. Nende tööd toetab NASA täiustatud kontseptsioonide instituut.
Stressiga toimetulek on võtmetähtsusega: Kummalisel kombel on juba Maa olendeid, kes õitsevad Marsi-laadsetes oludes. Nad pole siiski taimed. Need on mõned Maa varasematest eluvormidest - iidsed mikroobid, kes elavad ookeani põhjas või sügaval Arktika jää sees. Boss ja Grunden loodavad toota Marsi-sõbralikke taimi, laenutades geene nendelt ääretult armastavatelt mikroobidelt. Ja esimesed geenid, mida nad võtavad, on need, mis tugevdavad taimede võimet stressiga toime tulla.
Tavalistel taimedel on juba superoksiidi detoksifitseerimise viis, kuid teadlaste arvates kasutab Pyrococcus furiosus tuntud mikroob seda, mis võib paremini toimida. P. furiosus elab ülekuumendatud ventilatsiooniavas ookeani põhjas, kuid perioodiliselt lastakse see külma merevette. Niisiis, erinevalt taimede võõrutusrajadest, funktsioneerivad P. furiosus'e teed hämmastava temperatuurivahemikus 100 + Celsiuse kraadi. See on kiik, mis sobib sellega, mida taimed kogevad Marsi kasvuhoones.
Teadlased on juba tutvustanud P. furiosuse geeni väikesesse, kiiresti kasvavasse taime, mida tuntakse arabidopsis'ena. “Meil on esimesed väikesed seemikud,” ütleb Boss. "Me kasvatame neid üles ja kogume seemneid, et saada teine ja siis kolmas põlvkond." Umbes pooleteise kuni kahe aasta pärast loodavad nad saada taimi, millel on kõigil uutest geenidest kaks koopiat. Sel ajal saavad nad uurida, kuidas geenid toimivad: kas nad toodavad funktsionaalseid ensüüme, kas need tõepoolest aitavad taimel ellu jääda või kahjustavad selle asemel hoopis mingid viisid.
Lõpuks loodavad nad teistest ekstremofiilsetest mikroobidest geene kitkuda - geenidest, mis võimaldavad taimedel põuda, külma, madalat õhurõhku jne taluda.
Eesmärk pole muidugi selliste taimede arendamine, mis suudaksid üksnes Marsi oludest üle elada. Taimedest tõeliselt kasulikeks on vaja areneda: põllukultuuride tootmiseks, jäätmete taaskasutamiseks jne. "Mida soovite Marsi kasvuhoones," ütleb Boss, "see on midagi, mis kasvab ja on marginaalses keskkonnas vastupidav."
Pingelistes tingimustes, märgivad Grunden, taimed suletakse sageli osaliselt. Nad lõpetavad kasvu ja paljunemise ning keskenduvad selle asemel elus püsimisele - ja ei midagi muud. Mikroobsete geenide taimedesse lisamisega loodavad Boss ja Grunden seda muuta.
"Kasutades teistest allikatest pärit geene," selgitab Grunden, "petate taime, sest ta ei suuda neid geene reguleerida nii, nagu ta ise reguleerib. Loodame, et [lühis] tekitab tehase võime reageerida stressile oma ainevahetuse. "
Kui Boss ja Grunden on edukad, võib nende töö muuta siin Maa peal marginaalses keskkonnas elavate inimeste jaoks tohutut vahet. Boss ütleb, et paljudes kolmanda maailma riikides võib põua saagikuse pikendamine nädal või kaks põua saabumisel anda teile lõpliku saagi, mida peate talve jooksul vastu pidama. Kui saaksime suurendada põuakindlust või külmakindlust ja pikendada kasvuperioodi, võib see paljude inimeste elus olulist rolli muuta. ”
Teadlased rõhutavad, et nende projekt on pikaajaline. "Läheb poolteist aastat aega, enne kui meil on tegelikult [esimene geen] taimes, mida saame testida," osutab Grunden. Veel kauem on aega, enne kui Marsil või isegi Põhja-Dakotas on külma ja põuda armastav tomatitaim. Kuid Grunden ja Boss on endiselt veendunud, et nad õnnestuvad.
"Seal on ekstremofiilide aardekari," ütleb Grunden. "Nii et kui üks ei tööta, võite lihtsalt liikuda järgmise organismi juurde, mis toodab soovitud tootest pisut erineva variandi."
“Amyl on õigus,” nõustub Boss. “See on aardeladu. Ja see on lihtsalt nii põnev. ”
Algne allikas: NASA pressiteade
