Грахът расте на борда на Международната космическа станция. Кредитна снимка: Екипажът на ISS Expedition 6, НАСА. Щракнете за уголемяване
Безпокойството може да бъде добро нещо. Предупреждава ви, че нещо може да не е наред, че опасността може да е близо. Той помага да инициирате сигнали, които ви подготвят да действате. Но, докато случайно малко безпокойство може да ви спаси живота, постоянната тревожност причинява голяма вреда. Хормоните, които присвояват тялото ви до високо ниво на тревога, също увреждат мозъка, имунната ви система и други, ако те преливат през тялото ви през цялото време.
Растенията не се безпокоят по същия начин, както хората. Но те страдат от стрес и се справят с него по почти същия начин. Те произвеждат химически сигнал - супероксид (O2-) - който поставя в голяма степен останалата част от растението. Супероксидът обаче е токсичен; твърде много от него в крайна сметка ще навреди на растението.
Това може да е проблем за растенията на Марс.
Според Визията за космически изследвания хората ще посещават и изследват Марс през следващите десетилетия. Неминуемо ще искат да вземат растения със себе си. Растенията осигуряват храна, кислород, другарство и парче зелено далеч от дома.
На Марс растенията ще трябва да понасят условия, които обикновено им причиняват голям стрес - силен студ, суша, ниско въздушно налягане, почви, за които те не са се развили. Но растителният физиолог Уенди Бос и микробиологът Ейми Грюнден от държавния университет в Северна Каролина вярват, че могат да развият растения, които могат да живеят в тези условия. Работата им е подкрепена от Института за напреднали концепции на НАСА.
Управлението на стреса е ключово: Странно е, че вече съществуват земни същества, които процъфтяват в условия, подобни на Марс. Те не са растения. Те са едни от най-ранните форми на живот на Земята - древни микроби, които живеят на дъното на океана или дълбоко в арктическия лед. Бос и Грюнден се надяват да произведат удобни за Марс растения, като взаимстват гени от тези изключително обичащи микроби. И първите гени, които приемат, са тези, които ще засилят способността на растенията да се справят със стреса.
Обикновените растения вече притежават начин за детоксикация на супероксида, но изследователите смятат, че микроб, известен като Pyrococcus furiosus, използва един, който може да работи по-добре. P. furiosus живее в прегрята отдушник на дъното на океана, но периодично се изхвърля в студена морска вода. Така че, за разлика от пътищата за детоксикация в растенията, тези в P. furiosus функционират в изумителния диапазон от 100 градуса по Целзий. Това е замах, който може да съответства на това, което растенията изпитват в оранжерия на Марс.
Изследователите вече са въвели ген P. furiosus в малко, бързорастящо растение, известно като арабидопсис. „Имаме първите си малки разсад“, казва шефът. „Ще ги отглеждаме и ще събираме семена, за да произведем второ, а след това и трето поколение.“ След около година и половина до две години те се надяват да имат растения, от които всяко да има по две копия на новите гени. В този момент те ще могат да изучават как функционират гените: дали произвеждат функционални ензими, дали наистина помагат на растението да оцелее или вместо това го нараняват по някакъв начин.
В крайна сметка те се надяват да изтръгнат гени от други екстремофилни микроби - гени, които ще дадат възможност на растенията да издържат на суша, студ, ниско въздушно налягане и т.н.
Целта, разбира се, не е да се развият растения, които могат просто да преживеят марсианските условия. За да бъдат наистина полезни, растенията ще трябва да процъфтяват: да произвеждат култури, да рециклират отпадъци и т.н. „Това, което искате в оранжерия на Марс - казва шефът, - е нещо, което ще расте и ще бъде стабилно в пределна среда.“
В стресови условия, отбелязва Grunden, растенията често частично се изключват. Те спират да растат и да се размножават и вместо това съсредоточават усилията си да останат живи - и нищо повече. Вмъквайки микробни гени в растенията, шеф и Grunden се надяват да променят това.
"Използвайки гени от други източници", обяснява Грюнден, "вие подскачате растението, защото той не може да регулира тези гени по начина, по който би регулирал собствените си. Надяваме се да [късо съединение] способността на централата да изключи собствения си метаболизъм в отговор на стрес. "
Ако шеф и Grunden са успешни, тяхната работа може да доведе до огромна промяна за хората, живеещи в пределни среди тук, на Земята. В много страни от трети свят, казва шеф, „удължаването на реколтата седмица или две, когато настъпи сушата, може да ви даде последната реколта, която трябва да издържите през зимата. Ако можем да увеличим устойчивостта на суша или студоустойчивостта и да удължим вегетационния сезон, това би могло да доведе до голяма промяна в живота на много хора. "
Техният проект е дългосрочен, подчертават учените. „Ще изминат година и половина, преди всъщност да имаме [първия ген] в растение, което можем да тестваме“, посочва Грунден. Ще бъде още по-дълго, преди на Марс да има студолюбиво и засушаващо растение доматено растение - или дори в Северна Дакота. Но Grunden и Boss остават убедени, че ще успеят.
„Там има съкровищница от екстремофили“, казва Грунден. "Така че, ако човек не работи, можете просто да преминете към следващия организъм, който произвежда малко по-различен вариант на това, което искате."
„Ейми е права“, съгласява се шефът. „Това е съкровищница. И е просто толкова вълнуващо. "
Оригинален източник: NASA News Release
