Рост проростков в космосе: исследование адаптации растений
Международная команда исследователей из NASA и Европейского космического агентства (ESA) изучает рост и развитие проростков Arabidopsis thaliana (резуховидки Таля) на борту Международной космической станции (МКС). Цель — понять, как растения адаптируются к условиям невесомости и пониженной гравитации.
Миссия Seedling Growth-2
Это вторая серия совместных экспериментов NASA-ESA по биологии растений, использующая установку European Modular Cultivation System (EMCS) на МКС. Исследование было запущено 21 сентября 2014 года на ракете SpaceX Falcon 9. Первый экспериментальный запуск на станции запланирован на 17 октября.
Зачем это нужно?
Растения могут стать ключевым компонентом систем жизнеобеспечения для длительных миссий в глубокий космос, перерабатывая CO2 в кислород и обеспечивая пищу. Понимание влияния невесомости на растения критически важно для создания устойчивых и экономичных систем поддержки жизни человека в космосе.
Научные цели
Исследователи изучают взаимодействие гравитации и света в развитии растений, в частности роль красного света в фототропизме — направленном росте растений в ответ на свет.
"Мы хотим лучше понять роль сигналинга красного света в фототропизме", — говорит Джон З. Кисс, профессор биологии Университета Миссисипи и главный исследователь NASA по проекту Seedling Growth-2.
В эксперименте используются три генетические линии Arabidopsis thaliana:
- Дикий тип ("нормальный").
- Две мутантные линии, лишённые определённых световых сенсоров — фитохромов.
Сравнение мутантов с диким типом позволит понять роль конкретных фитохромов в передаче сигналов у растений в условиях микрогравитации и земной гравитации.
Ход эксперимента
Экипаж МКС помещает оборудование в EMCS, которым дистанционно управляют из Норвежского центра поддержки пользователей и операций ESA. Семена прорастают и растут в течение шести дней. Изображения проростков передаются на Землю для анализа поведения в условиях варьирующейся гравитации и освещения.
После завершения каждого цикла эксперимента экипаж замораживает проростки в лабораторном морозильнике MELFI (Minus Eighty-Degree Laboratory Freezer) для последующей отправки на Землю на корабле SpaceX Dragon.
Анализ данных
Молекулярно-биологический анализ растительных тканей будет проведён в лаборатории главного исследователя ESA Ф. Хавьера Медины в Испанском национальном исследовательском совете в Мадриде. Этот анализ поможет раскрыть клеточные сигнальные механизмы, участвующие в движении и росте растений.
Перспективы
Исследование служит примером успешного сотрудничества внутри NASA и между NASA и ESA. Пока идёт миссия Seedling Growth-2, идёт подготовка к третьей части — Seedling Growth-3, запуск которой запланирован на 2015 год.
"Этот тип исследований жизненно важен для обеспечения будущих длительных космических путешествий и выращивания растений на Марсе для поддержания человеческой жизни", — отмечает Джон З. Кисс.
Полученные знания не только помогут выращивать растения в космических миссиях, но и могут способствовать оптимизации световосприятия сельскохозяйственных культур и повышению устойчивости земледелия на Земле.