Herneet kasvavat kansainvälisen avaruusaseman aluksella. Kuvahyvitys: ISS Expedition 6: n miehistö, NASA. Klikkaa suurentaaksesi
Ahdistus voi olla hyvä asia. Se varoittaa, että jokin voi olla vialla, vaara voi olla lähellä. Se auttaa käynnistämään signaaleja, jotka saavat sinut valmiiksi toimimaan. Mutta vaikka satunnainen ahdistus voi pelastaa elämäsi, jatkuva ahdistus aiheuttaa suurta haittaa. Hormonit, jotka herättävät kehosi herättäviksi, vahingoittavat myös aivojasi, immuunijärjestelmääsi ja paljon muuta, jos ne virtaavat kehosi läpi koko ajan.
Kasvit eivät ole ahdistuneita samalla tavalla kuin ihmiset. Mutta he kärsivät stressistä ja käsittelevät sitä suuresti samalla tavalla. Ne tuottavat kemiallisen signaalin - superoksidin (O2-) -, joka asettaa loput kasvista suureen hälytykseen. Superoksidi on kuitenkin myrkyllinen; liian paljon siitä lopulta vahingoittaa kasvia.
Tämä saattaa olla ongelma Marsin kasveille.
Avaruushavainnon vision mukaan ihmiset vierailevat ja etsivät Marsia tulevina vuosikymmeninä. Väistämättä he haluavat ottaa kasveja mukana. Kasvit tarjoavat ruokaa, happea, toveruutta ja laastarin vihreää kaukana kotoa.
Marsilla kasvien olisi sietävä olosuhteita, jotka yleensä aiheuttavat heille paljon stressiä - vaikea kylmä, kuivuus, matala ilmanpaine, maaperä, jota varten he eivät ole kehittyneet. Mutta kasvien fysiologi Wendy Boss ja mikrobiologi Amy Grunden Pohjois-Carolinan osavaltiosta uskovat pystyvänsä kehittämään kasveja, jotka voivat elää näissä olosuhteissa. Heidän työtä tukee NASA Advanced Concepts Institute.
Stressin hallinta on avain: Kummallista, että jo olemassa on maallisia olentoja, jotka viihtyvät Marsin kaltaisissa olosuhteissa. Ne eivät kuitenkaan ole kasveja. He ovat joitain maapallon varhaisimmista elämänmuodoista - muinaisista mikrobista, jotka elävät valtameren pohjalla tai syvällä arktisen jään sisällä. Boss ja Grunden toivovat tuottavansa Mars-ystävällisiä kasveja lainaamalla geenejä näiltä äärimmäisen rakastavista mikrobista. Ja ensimmäiset geenit, joita he ottavat, ovat geenejä, jotka vahvistavat kasvien kykyä selviytyä stressistä.
Tavallisilla kasveilla on jo tapa puhdistaa superoksidia, mutta tutkijoiden mielestä Pyrococcus furiosus -niminen mikrobi käyttää sellaista, joka saattaa toimia paremmin. P. furiosus asuu ylikuumennetussa tuuletusaukossa valtameren pohjassa, mutta ajoittain sitä johdetaan kylmään meriveteen. Joten, toisin kuin kasvien vieroitusreitit, P. furiosus -bakteerit toimivat hämmästyttävän yli 100 celsiusasteen lämpötila-alueella. Se on keinu, joka voisi vastata mitä kasvit kokevat kasvihuoneessa Marsilla.
Tutkijat ovat jo tuoneet P. furiosus -geenin pieneen, nopeasti kasvavaan kasviin, joka tunnetaan nimellä arabidopsis. "Meillä on ensimmäiset pienet taimet", Boss sanoo. "Kasvamme heidät ja keräämme siemeniä toisen ja sitten kolmannen sukupolven tuottamiseksi." Noin puolitoista tai kahteen vuoteen he toivovat saavansa kasveja, joilla jokaisella on kaksi kopiota uusista geeneistä. Siinä vaiheessa he voivat tutkia geenien suorituskykyä: tuottavatko ne funktionaalisia entsyymejä, auttavatko ne todella kasvia selviytymään vai vahingoittavatko ne jollain tavalla.
Lopulta he toivovat saavansa geenejä muista ekstremofiilimikrobista - geeneistä, jotka auttavat kasveja kestämään kuivuus, kylmä, matala ilmanpaine ja niin edelleen.
Tavoitteena ei tietenkään ole kehittää kasveja, jotka selviävät vain Marsin olosuhteista. Ollakseen todella hyödyllisiä, kasvien on menestyvä: tuottaa kasveja, kierrättää jätteet ja niin edelleen. "Se mitä haluat kasvihuoneessa Marsilla", sanoo Boss, "on jotain, joka kasvaa ja on vahvaa marginaalisessa ympäristössä."
Stressiolosuhteissa, toteaa Grunden, kasvit sulkeutuvat usein osittain. He lopettaa kasvattamisen ja lisääntymisen, ja keskittyvät sen sijaan elää pysymään - eikä mitään muuta. Lisäämällä mikrobigeenejä kasveihin, Boss ja Grunden haluavat muuttaa sitä.
"Käyttämällä muiden lähteiden geenejä", Grunden selittää, "huijaat kasvia, koska se ei pysty säätelemään niitä geenejä tavalla, jolla se säätelee omia. Toivomme [oikosulkua] kasvien kykyyn sammuttaa oma aineenvaihdunta vastauksena stressiin. "
Jos Boss ja Grunden ovat onnistuneita, heidän työnsä voisi tehdä valtavan eron ihmisille, jotka elävät marginaalisissa ympäristöissä täällä maapallolla. Boss sanoo, että monissa kolmannen maailman maissa pidennettäessä satoa viikolla tai kahdella kuivuuden sattuessa saatte lopullisen sadon, joka sinun täytyy kestää talven ajan. Jos voisimme lisätä kuivuuskestävyyttä tai kylmätoleranssia ja pidentää kasvukautta, sillä voi olla suuri vaikutus monien ihmisten elämään. "
Heidän projekti on pitkäaikainen, korostavat tutkijat. "Se on puolitoista vuotta ennen kuin meillä on tosiasiallisesti [ensimmäinen geeni] kasvissa, jonka voimme testata", Grunden huomauttaa. Se kestää vielä kauemmin, ennen kuin Marsissa tai jopa Pohjois-Dakotassa on kylmää ja kuivuutta rakastava tomaattikasvi. Mutta Grunden ja Boss ovat edelleen vakuuttuneita menestyksestä.
"Siellä on ekstremofiilien aarreaitta", Grunden sanoo. "Joten jos joku ei toimi, voit vain siirtyä seuraavaan organismiin, joka tuottaa hieman erilaisen version siitä, mitä haluat."
”Amillä on oikeus”, on samaa mieltä Boss. ”Se on aarreaitta. Ja se on vain niin jännittävää. "
Alkuperäinen lähde: NASA: n lehdistötiedote
