Ponieważ rośliny rosną w stanie nieważkości?

Grawitacja jest integralną częścią wszystkich organizmów na Ziemi. To ma wpływ na każdy aspekt naszej fizjologii, zachowania i rozwoju - bez względu na to kim jesteś, jesteś ewoluuje w środowisku, które ściśle grawitacja bierze swoje korzenie w ziemi. Ale co się stanie, jeśli dasz się znajome środowisko, a znajdzie się w sytuacji, poza ewolucyjnego doświadczenia? Biolodzy, uprawy roślin w laboratorium często są ustawione w takiej sprawie. Eksperyment rozpoczyna się na ziemi, ale stopniowo przechodząc w przestrzeń. To może być nowsza niż do zakładu warunkach mikrograwitacji w przestrzeni?

Studiując jak rośliny reagują na życie w przestrzeni, możemy dowiedzieć się więcej o tym, jak dostosować się do zmian środowiskowych. Rośliny są nie tylko ważne dla projektu LIFE Ziemi mogą być również istotne dla rozwoju naszego wszechświata. Gdy przygotowujemy się do przyszłej kolonizacji, ważne jest, aby zrozumieć, w jaki sposób nasze rośliny mogą przystosować się do życia na innych planetach, ponieważ mogą one być stałym źródłem żywności, wody i powietrza dla przyszłych kolonistów.

Tak więc, nawet gdy jesteśmy na ziemi, na tym samym pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej badania trwają. Oni już nauczył nas kilka niespodzianek na wzrost w warunkach mikrograwitacji i zmienił nasz sposób myślenia o wzroście roślin na Ziemi.

Dowiedz się rośliny poddaństwo

Rośliny są dobrze nadaje się do badania stresu środowiskowego. Bo oni trzymać w jednym miejscu - Biolodzy nazywają takie organizmy osiadłe - rośliny trzeba podchodzić z umysłu do wszystkiego, że środowisko przedstawia im. Przenieść do lepszego miejsca nie działa, zmienić środowisko zbyt.

Jednak rośliny mogą zmienić „środowisko wewnętrzne”, a rośliny - mistrz manipulacji z jego metabolizm, co pomaga im radzić sobie z zakłóceniami środowiska. Z tego powodu, używamy roślin w ich issledovaniyah- możemy na nich liczyć jako wrażliwe reporterów zmian ekologicznych, nawet w stosunkowo nowych warunków, takich jak loty kosmiczne.

Ludzie zastanawiali się, jak rośliny reagują lotów kosmicznych, z dokładnie w momencie, gdy mamy okazję tam pojechać.

Podczas gdy świat badają rośliny, same rośliny są w przestrzeni

Space Flight wymaga specjalnych komór dla wzrostu, specjalne narzędzia do monitorowania i zbierania próbek i, oczywiście, wyjątkowych ludzi, którzy dbać o eksperymencie na orbicie.

Typowy eksperyment zaczyna się na Ziemi w laboratorium z lądowania śpiących nasion Arabidopsis w płytce Petriego z żelu odżywczym. Ten żel (w przeciwieństwie do gleby) jest utrzymywany na miejscu w stanie nieważkości i dostarcza rośliny potrzebują wody i składników odżywczych. Rośliny te następnie skręcić w ciemną szmatkę, są dostarczane do Kennedy Space Center i ładowane do kapsułki Smoka szczycie rakiety Falcon 9, która leci do ISS.

Po zadokowaniu urządzenia ładuje astronauta kubki do uprawy roślin. Światło pobudza nasiona otwarte, aparat jest stale nagrywania proces pojawiania się zarazków i na końcu eksperymentu astronauta zbiera 12-dniowych roślin i zapisuje je w rurach ochronnych.

Po powrocie na Ziemię, możemy eksperymentować z dowolnej liczby przechowywanych próbek do badania ich unikalne procesy metaboliczne zachodzące w orbicie.

zbieranie owoców

Jedną z pierwszych rzeczy, jakie znaleźliśmy, jest fakt, że niektóre z korzeni strategii rozwoju, którą uważa się wymaga grawitacji, nie wymagają go wcale. W poszukiwaniu wody i składników pokarmowych dla roślin rozwijać swoje korzenie, wysyłając je do miejsc w pobliżu. Na Ziemi grawitacja jest ważnym „wskaźnik” wzrost tendencji, ale rośliny też użyć touch (myślę wierzchołka korzenia jako wrażliwego palca), aby poruszać się przeszkód.

W 1880 roku Karol Darwin pokazał, że jeśli rośliny rosną wzdłuż nachylonej powierzchni, korzenie wyrastają z nasion, nie bezpośrednio, ale raczej są odchylane w tym samym kierunku. Ta strategia wzrostu nazywany jest „pochylać”. Darwin spekulują, że powodem tego - kombinacja grawitacji i dotknąć korzeni - i 130 lat wszyscy tak myśleli.

Ale korzenie wyrastały z wyrównania i bez grawitacji. W 2010 roku, widzieliśmy, że korzenie roślin uprawianych na ISS, pokonał całą drogę po powierzchni płytki Petriego z doskonałą korzeni przechylania - bez grawitacji. To było zaskoczenie. Oczywiście, nie grawitacja jest za wzorzec wzrostu korzeni.

Rośliny na ISS znajduje się drugi potencjalne źródło informacji, z którego mogą dokonać start: światło. Założyliśmy przy braku grawitacji, które mogłyby wskazywać na korzenie rosną w kierunku „z dala” od liści, światło odgrywa ważną rolę w orientacji korzeni.

Okazało się, że tak, światło jest bardzo ważne, ale nie tylko światło - musi być intensywność gradientu światło, to będzie działać jako cennego przewodnika. Wyobraź sobie go jako dobry zapach: można z zamkniętymi oczami, aby znaleźć źródło zapachu w kuchni, jeśli piec jest otwierany tylko z cookies, ale jeśli dom jest równie utopił się w zapach ciasteczka czekoladowe, trudno go znaleźć.

Konfigurowanie metabolizm w locie

Rośliny świecące pozwalają nam dowiedzieć się, które geny są aktywne, więc możemy powiedzieć, jakie białka są wytwarzane.

Okazało się, szereg genów zaangażowanych w produkcję i przebudowy ścianek komórek, które są w różny sposób ekspresji w roślinach uprawianych w przestrzeni. Inne geny, które są wrażliwe na światło - co jest zwykle wyrażona w liście na ziemi - do ISS wyrażane w korzeniach. Liście były tłumione wielu genów do sygnalizacji hormonalnej roślin, a geny dla ochrony owadów, okazały się być bardziej aktywne. Systemy te są geny i białka czegoś donosi: w warunkach mikrograwitacji osłabia ścian komórkowych roślin i rozwijać nowe sposoby, aby poczuć środowiska.

Mamy śledzić zmiany w ekspresji genów w czasie rzeczywistym, zauważając szczególne fluorescencyjnie znakowanych białek. Rośliny z dodatkiem świecących białek fluorescencyjnych może „rozmawiać” o tym, jak reagować na ich otoczeniu. Inżynierii rośliny te działają jako czujnik biologiczny - „biosensor” za krótki. Specjalne kamery, mikroskopy pozwalają nam obserwować, jak korzystanie z tej rośliny jest białkiem fluorescencyjnym.

Widok z kosmosu

Ten rodzaj badań daje nam nowe zrozumienie w jaki sposób rośliny postrzegania i reagowania na bodźce zewnętrzne na podstawowym, poziomie molekularnym. Im więcej dowiadujemy się o tym, jak reagować na nowe rośliny i ekstremalnych warunkach, tym więcej wiemy o tym, jak rośliny reagują na zmiany warunków na Ziemi.

Oczywiście, nasze badania w tym zakresie przyczyni się do zbiorowych wysiłków na rzecz usuwania biologii poza planetę. Fakt, że grawitacja nie jest tak ważna dla roślin, jak kiedyś sądzono, że jest to dobra wiadomość dla roślin hodowlanych perspektyw na innych planetach o niskiej grawitacji, a nawet na statkach bez żadnej grawitacji. Ludzie są skłonni do opuszczenia planety, a kiedy opuszczenia orbity Ziemi, aby mieć pewność, skontaktuje się z zakładu.