Hrách rostoucí na palubě Mezinárodní vesmírné stanice. Obrazový kredit: Posádka ISS Expedice 6, NASA. Klikni pro zvětšení
Úzkost může být dobrá věc. Upozorňuje vás, že něco může být špatně, že nebezpečí může být blízko. Pomáhá iniciovat signály, které vás připraví jednat. Ale zatímco občasný úzkost může zachránit váš život, neustálá úzkost způsobuje velkou škodu. Hormony, které vytrhávají vaše tělo z vysoké pohotovosti, také poškozují váš mozek, váš imunitní systém a další, pokud neustále zaplavují vaše tělo.
Rostliny se nedotknou stejným způsobem jako lidé. Trpí však stresem a vypořádávají se s ním stejným způsobem. Vytvářejí chemický signál - superoxid (O2-) -, který staví zbytek rostliny na vysokou výstrahu. Superoxid je však toxický; příliš mnoho z toho nakonec poškodí rostlinu.
To by mohl být problém pro rostliny na Marsu.
Podle Vize pro průzkum vesmíru budou lidé v příštích desetiletích navštívit Mars a prozkoumat Mars. Nevyhnutelně si budou chtít vzít s sebou rostliny. Rostliny poskytují jídlo, kyslík, společnost a zelenou skálu daleko od domova.
Na Marsu by rostliny musely tolerovat podmínky, které jim obvykle způsobují velké napětí - prudký chlad, sucho, nízký tlak vzduchu, půdy, pro které se nevyvíjely. Rostlinný fyziolog Wendy Boss a mikrobiolog Amy Grunden ze Státní univerzity v Severní Karolíně však věří, že mohou vyvinout rostliny, které mohou v těchto podmínkách žít. Jejich práce je podporována institutem NASA pro pokročilé koncepty.
Klíčem je zvládání stresu: Zvláštní je, že již existují pozemská stvoření, která se daří v podmínkách podobných Marsu. Nejedná se však o rostliny. Jsou to některé z nejranějších forem života na Zemi - starověké mikroby, které žijí na dně oceánu nebo hluboko v ledovém ledu. Boss a Grunden doufají, že budou produkovat rostliny šetrné k Marsu půjčováním genů z těchto extrémně milujících mikrobů. A první geny, které berou, jsou ty, které posilují schopnost rostlin zvládat stres.
Obyčejné rostliny již mají způsob, jak detoxikovat superoxid, ale vědci se domnívají, že mikrob známý jako Pyrococcus furiosus používá ten, který může lépe fungovat. P. furiosus žije v přehřátém otvoru na dně oceánu, ale periodicky se šíří do studené mořské vody. Na rozdíl od detoxikačních drah v rostlinách tedy ty v P. furiosus fungují v ohromujícím teplotním rozmezí 100 ° C. To je houpačka, která by odpovídala tomu, co rostliny zažívají ve skleníku na Marsu.
Vědci již zavedli gen P. furiosus do malé, rychle rostoucí rostliny známé jako Arabidopsis. "Máme první malé sazenice," říká Boss. "Vyrosteme a sbíráme semena, abychom vytvořili druhou a poté třetí generaci." Asi za jeden a půl až dva roky doufají, že budou mít rostliny, z nichž každá bude mít dvě kopie nových genů. V tom okamžiku budou moci studovat, jak geny fungují: zda produkují funkční enzymy, zda skutečně pomáhají rostlině přežít, nebo zda ji nějakým způsobem poškozují.
Nakonec doufají, že vytrhnou geny z jiných extremofilních mikrobů - genů, které umožní rostlinám odolat suchu, chladu, nízkému tlaku vzduchu atd.
Cílem samozřejmě není vyvinout rostliny, které mohou pouze přežít marťanské podmínky. Aby rostliny byly skutečně užitečné, bude se jim dařit: pěstovat plodiny, recyklovat odpady atd. "Co chcete ve skleníku na Marsu," říká Boss, "je něco, co v okrajovém prostředí poroste a bude robustní."
Ve stresových podmínkách, poznamenává Grunden, se rostliny často částečně zavírají. Přestávají růst a množí se a místo toho své úsilí zaměřují na to, aby zůstali naživu - a nic víc. Vložením mikrobiálních genů do rostlin Boss a Grunden doufají, že se to změní.
„Použitím genů z jiných zdrojů,“ vysvětluje Grunden, „podvádíte rostlinu, protože nedokáže regulovat tyto geny tak, jak by regulovala vlastní. Doufáme, že [zkratujeme] schopnost rostliny vypnout svůj vlastní metabolismus v reakci na stres. “
Pokud budou Boss a Grunden úspěšní, jejich práce by mohla značně změnit lidi žijící v okrajových prostředích zde na Zemi. V mnoha zemích třetího světa, říká Boss, „prodloužení úrody o týden nebo dva, až přijde sucho, vám může poskytnout poslední úrodu, kterou musíte vydržet přes zimu. Pokud bychom mohli zvýšit odolnost vůči suchu nebo toleranci chladu a prodloužit vegetační období, mohlo by to mít velký dopad na životy mnoha lidí. “
Jejich projekt je dlouhodobý, zdůrazňují vědci. "Bude to rok a půl, než budeme mít v rostlině [první gen], který můžeme testovat," zdůrazňuje Grunden. Bude to ještě déle, než se na Marsu - nebo dokonce v Severní Dakotě - objeví rajčatová rostlina milující chlad a sucho. Grunden a Boss však zůstávají přesvědčeni, že uspějí.
"Tam venku je poklad extrémofilů," říká Grunden. "Pokud tedy člověk nepracuje, stačí přejít k dalšímu organismu, který vytváří trochu jinou variantu toho, co chcete."
"Amy má pravdu," souhlasí Boss. "Je to pokladnice." A je to tak vzrušující. “
Původní zdroj: NASA News Release
