Uluslararası Uzay İstasyonu'nda büyüyen bezelye. İmaj kredisi: ISS Expedition 6, NASA mürettebatı. Büyütmek için tıklayın
Kaygı iyi bir şey olabilir. Bir şeyin yanlış olabileceği, tehlikenin yakın olabileceği konusunda sizi uyarır. Sizi harekete geçirmeye hazırlayan sinyalleri başlatmaya yardımcı olur. Ancak, ara sıra biraz endişe hayatınızı kurtarabilirken, sürekli kaygı büyük zararlara neden olur. Vücudunuzu yüksek alarma geçiren hormonlar, beyninize, bağışıklık sisteminize ve vücudunuza sürekli akarlarsa daha fazlasına zarar verir.
Bitkiler insanların yaptığı gibi endişelenmezler. Ancak stresden muzdaripler ve bununla aynı şekilde ilgileniyorlar. Bitkinin geri kalanını yüksek alarma geçiren kimyasal bir sinyal - süperoksit (O2-) üretir. Süperoksit toksiktir; çok fazla bitkiye zarar verecek.
Bu Mars'taki bitkiler için bir sorun olabilir.
Uzay Keşfi Vizyonuna göre, insanlar önümüzdeki on yıllarda Mars'ı ziyaret edecek ve keşfedecek. Kaçınılmaz olarak, yanlarında bitki almak isteyeceklerdir. Bitkiler gıda, oksijen, arkadaşlık ve evden uzakta yeşil bir yama sağlar.
Mars'ta, bitkiler genellikle onlara büyük strese neden olan koşulları tolere etmek zorunda kalacaktı - şiddetli soğuk, kuraklık, düşük hava basıncı, gelişmedikleri topraklar. Ancak bitki fizyoloğu Wendy Boss ve North Carolina State Üniversitesi'nden mikrobiyolog Amy Grunden, bu koşullarda yaşayabilecek bitkiler geliştirebileceklerine inanıyorlar. Çalışmaları NASA İleri Kavramlar Enstitüsü tarafından desteklenmektedir.
Stres yönetimi çok önemlidir: İşin garibi, Mars benzeri koşullarda gelişen Dünya yaratıkları var. Yine de bitki değiller. Bunlar, dünyanın en eski yaşam formlarından bazılarıdır - okyanusun dibinde yaşayan veya Arktik buzunun derinliklerinde yaşayan eski mikroplardır. Boss ve Grunden, bu aşırı seven mikroplardan genler ödünç alarak Mars dostu bitkiler üretmeyi umuyor. Ve ilk aldıkları genler, bitkilerin stresle başa çıkma yeteneğini güçlendirecek olanlardır.
Sıradan bitkiler zaten süperoksiti detoksifiye etmenin bir yoluna sahiptir, ancak araştırmacılar Pyrococcus furiosus olarak bilinen bir mikropun daha iyi çalışabilen bir mikrop kullandığına inanmaktadır. P. furiosus, okyanusun dibindeki aşırı ısıtılmış bir havalandırma deliğinde yaşıyor, ancak periyodik olarak soğuk deniz suyuna dönüşüyor. Bu nedenle, bitkilerdeki detoksifikasyon yollarının aksine, P. furiosus'takiler şaşırtıcı 100+ derece Santigrat derece üzerinde çalışır. Bu, Mars'taki bir serada bitkilerin yaşadıklarıyla eşleşebilecek bir salıncak.
Araştırmacılar, arabidopsis olarak bilinen küçük, hızlı büyüyen bir bitkiye bir P. furiosus geni eklediler. “İlk küçük fidelerimiz var,” diyor Boss. “Onları büyüteceğiz ve ikinci ve sonra üçüncü nesil üretmek için tohum toplayacağız.” Yaklaşık bir buçuk ila iki yıl içinde, her birinin yeni genlerin iki kopyası olan bitkilere sahip olmayı umuyorlar. Bu noktada genlerin nasıl performans gösterdiğini inceleyebileceklerdir: fonksiyonel enzimler üretip üretmedikleri, bitkinin hayatta kalmasına gerçekten yardım edip etmedikleri veya bunun yerine bir şekilde zarar verip vermedikleri.
Sonunda, diğer ekstremofil mikroplardan - bitkilerin kuraklığa, soğuk algınlığına, düşük hava basıncına vb.
Amaç, elbette, sadece Mars koşullarında hayatta kalabilen bitkiler geliştirmek değildir. Gerçekten yararlı olmak için, bitkilerin gelişmesi gerekecek: mahsul üretmek, atıkları geri dönüştürmek vb. “Mars'ta bir serada ne istiyorsan,” diyor Boss, “marjinal bir ortamda büyüyecek ve sağlam olacak bir şey.”
Stresli koşullarda, Grunden, bitkiler genellikle kısmen kapandı. Büyümeyi ve üremeyi bırakırlar ve bunun yerine çabalarını hayatta kalmaya odaklarlar - ve daha fazlası değil. Boss ve Grunden bitkilere mikrobiyal genler ekleyerek bunu değiştirmeyi umuyorlar.
“Diğer kaynaklardan genler kullanarak,” diye açıklıyor Grunden, “bitkiyi kandırıyorsunuz, çünkü bu genleri kendi düzenleyeceği şekilde düzenleyemiyor. Bitkinin strese tepki olarak kendi metabolizmasını kapatma yeteneğini [kısa devre] yapmayı umuyoruz. ”
Boss ve Grunden başarılı olursa, çalışmaları Dünya'daki marjinal ortamlarda yaşayan insanlar için büyük bir fark yaratabilir. Birçok üçüncü dünya ülkesinde, Boss, “mahsulün kuraklık geldiğinde bir veya iki hafta uzatılması size kış boyunca sürmeniz gereken son hasadı verebilir. Kuraklık direncini veya soğuk toleransını artırabilir ve büyüme mevsimini uzatabilirsek, bu birçok insanın hayatında büyük bir fark yaratabilir. ”
Projeleri uzun vadeli bir proje, bilim adamları. Grunden, “Test edebileceğimiz bir tesiste [ilk gen] olmamız bir buçuk yıl olacak. Mars'ta ve hatta Kuzey Dakota'da soğuk ve kuraklığı seven bir domates bitkisi bulunmadan önce daha da uzun olacaktır. Ancak Grunden ve Boss başarılı olacaklarına ikna olmuşlar.
Grunden, “Dışarıda aşırılık yanlısı hazine hazinesi var” diyor. “Eğer biri işe yaramazsa, sadece istediğiniz şeyin biraz farklı bir varyantını üreten bir sonraki organizmaya devam edebilirsiniz.”
"Amy haklı," diye onaylıyor Boss. “Bu bir hazine sandığı. Ve bu çok heyecan verici. ”
Orijinal Kaynak: NASA Haber Bülteni
