Както растенията се развиват в състояние на безтегловност?

Съдържание

• Видео: Най-оранжерия в орбита
• Видео: Топ 5 начини за изпитват безтегловност!

Gravity е неразделна част от всички организми на Земята. То засяга всички аспекти на нашата физиология, поведение и развитие - без значение какво сте, вие се развиват в среда, която внимателно тежестта поема своите корени в земята. Но какво ще стане, ако се откаже от познатата среда и ще се озовете в ситуация извън еволюционен опит? Биолозите, отглеждане на растенията в лабораторията често се определят по такъв въпрос. Експериментът започва на земята, но постепенно се движи в пространството. Това може да е по-нова за растението от условията на микрогравитация в космоса?

С изучаването на това как растенията реагират на живот в космоса, ние можем да научите повече за това как те се адаптират към промените в околната среда. Растенията са важни за ученето на Земята не само те могат да бъдат от значение за развитието на нашата Вселена. Докато ние се подготвят за бъдещата колонизация, важно е да се разбере как нашите растения могат да се адаптират към живот на други планети, тъй като те може да бъде постоянен източник на храна, вода и въздух за бъдещите колонисти.

По този начин, дори докато сме на земята, върху една и съща дъска изследването Международната космическа станция в ход. Те вече са ни учи няколко изненади за растеж в условията на микрогравитация и променя мисленето си за растежа на растенията на Земята.

Научете Serenity растения

Растенията са много подходящи за изучаване на стреса на околната среда. Тъй като те се придържаме на едно място - Биолозите наричат ​​такива неподвижни организми - растения, трябва да се подхожда с ум на всичко, което околната среда представя на тях. Преминаване към по-добро място, не работи, променете на околната среда също.

Въпреки това, растенията могат да променят "вътрешна среда", както и растения - господар на манипулация с метаболизма си, което им помага да се справят с проблемите в околната среда. Поради тази причина, ние използваме растения в тяхната issledovaniyah- можем да разчитаме на тях като чувствителни репортери екологични промени, дори и в сравнително новите условия като космически полет.

Хората се чудят как растенията реагират на космически полет, с точно в момента, когато имаме възможност да отида там.

Докато светът се учи на растенията, на самите растения са в космоса

Космически полет изисква специални камери за растеж, специални инструменти за мониторинг и събиране на проби и, разбира се, специални хора, които се грижат за експеримента в орбита.

Един типичен експеримент започва на Земята в лабораторията с кацането на спящите семена от Arabidopsis в блюдо на Петри с хранителен гел. Този гел (за разлика от почвата) се задържа на място в нулева гравитация и осигурява растения се нуждаят от вода и хранителни вещества. След това те се превръщат тъмен плат, се доставят в космическия център Кенеди и зареден в Dragon капсулата на върха на ракетата Falcon 9, която лети до МКС.

След закачването астронавт зарежда чаши оборудване за отглеждане на растения. Светлината стимулира семената отворен, фотоапаратът непрекъснато записване на процеса на поява на микроби и в края на експеримента астронавтът събира 12-дневни растения и ги съхранява в тръбите за опазване.

След завръщането си на Земята, ние можем да експериментират с произволен брой на съхранените проби за изследване техните уникални метаболитни процеси, които се случват в орбита.

събиране на плодове

Едно от първите неща, които са открили, е фактът, че някои от корените на стратегията за растеж, което смятахме да изисква тежестта, не го изисква най-малко. В търсене на вода и хранителни вещества за растенията растат корените им, в близост до изпращането им места. На Земята, гравитацията е важен "индикатор" тенденция на растеж, но също така да използват растения докосване (мисля върха на корена като чувствителен пръст), за да се движите около препятствия.

През 1880 г. Чарлз Дарвин показа, че когато се отглеждат растения по наклонената повърхност, корените растат от семена, които не са пряко, а по-скоро се отби в една и съща посока. Тази стратегия на растежа се нарича "кос". Дарвин спекулират, че причината за това - комбинация от гравитацията и докоснете корените - и 130 години всички останали мислех така.

Но корените са нараснали от привеждане в съответствие и без гравитация. През 2010 г. видяхме, че корените на растения, отглеждани на МКС, преодоляха целия път по повърхността на петриева паничка с перфектни корените наклонените - без никаква гравитация. Това беше изненада. Очевидно е, че не гравитацията е зад модела на растежа на корените.

Растенията на МКС има втори потенциален източник на информация, от която те могат да направят старт: светлината. Приемаме, в отсъствието на гравитацията, което би могло да се посочи корените растат в посока "далеч" от листата, светлина играе важна роля в ориентацията на корените.

Оказа се, че, да, светлината е много важно, но не само светлина - трябва да е интензивността на светлината градиент, а след това тя ще действа като ценен водач. Представете си го като добър миризма: можете да със затворени очи, за да се намери източник на миризмата в кухнята, ако фурната се отваря само с бисквитки, но ако къщата е еднакво удави в аромата на бисквити с парченца шоколад, едва ли може да го намери.

Създаване на обмяната на веществата в движение

Светещи растения, ни позволяват да разберете кои гени са активни, така че ние можем да кажем какво протеини са произведени.

Открихме брой гени, участващи в производството и реконструкция на клетъчните стени, които са различно експресирани в растения, отглеждани в пространството. Други гени, които са чувствителни към светлина - които обикновено се изразява в листата на земята - до МКС изразени в корените. Листата са потиснати много гени растение хормон сигнализиране, и гени за защита от насекоми, се оказаха по-активни. Тези схеми са гените и протеините на нещо докладвани: в условията на микрогравитация отслабва клетъчните стени на растенията и разработване на нови начини, за да се чувстват на околната среда.

Ние следим промени в генната експресия в реално време, като се отбелязва специфичните флуоресцентно маркирани протеини. Растения с добавянето на светещи флуоресцентни протеини могат да "говорят" за това, как да реагират на обкръжаващата ги среда. Изграждането Тези растения действат като биосензор - "биосензор" за по-кратко. Специални камери и микроскопи ни позволяват да се наблюдава как употребата на това растение е флуоресцентен протеин.

изглед от космоса

Този вид изследвания ни дава ново разбиране за това как растенията възприемат и реагират на външни дразнители върху фундаменталния, молекулярно ниво. Колкото повече научаваме за това как растенията реагират на нови и екстремни условия, колкото повече знаем за това как централата ще реагира на промени в условията тук, на земята.

Разбира се, нашите изследвания в тази област допринася за колективните усилия за премахване на биологията отвъд планетата. Фактът, че гравитацията не е толкова важно за растенията, тъй като ние се е предполагало, че е добра новина за културните перспективи за отглеждане на други планети с ниска гравитация и дори на кораби без никакво гравитацията. Хората са склонни да напуснат планетата и когато напусне земната орбита, за да бъдете сигурни, ще се свържат с централата.