Можно ли выращивать растения в космосе?

Растения в космосе
Растения в космосе в усовершенствованной среде обитания Космического центра Кеннеди НАСА. Авторы и права: NASA.

Люди в космосе должны что-то есть. В первые дни освоения нами космоса косонавты должны были есть пищу из тюбика и пить обычную воду. Но вряд ли это хорошая идея для долгосрочной диеты. Кроме всего прочего должны быть и растения в космосе. И астронавты на борту МКС годами выращивали сады в космичсекой лабораториии.

Итак, что ещё нам нужно знать о земледелии в космосе? Ну, как оказалось, совсем немного. Вот почему НАСА отправляет на МКС среду обитания для растений. Это часть программы под названием “Эпигенетическая адаптация к космической среде”. Идея состоит в том, чтобы следить за последовательными поколениями растений, когда они прорастают, растут, живут и умирают в условиях микрогравитации. Этот эксперимент будет отправлен на МКС в рамках 18 миссии коммерческого снабжения Northrup Grumman, ориентировочно назначенной на 6 ноября 2022 года.

Рост в условиях низкой гравитации

В то время как низкая гравитация может показаться довольно неплохой средой для отдыха или работы, для растений это на самом деле стресс. Как и люди, растения развивались под действием земного притяжения и в наземной среде. Воздействие микрогравитации во время космического полёта показывает, что такие растения, как, например, арабидопсис (ранее выращенное на станции), на самом деле меняют свою генетику. Это не мутация, которую мы видим в фантастических фильмах. Это больше похоже на то, что растение изменяет свою ДНК, чтобы повлиять на экспрессию генов. Это процесс, при котором ген стимулируется или включается в клетке для производства РНК и других белков. Жизнь в космосе немного меняет это, но для того, чтобы понять этот процесс и насколько он обширен, требуется время и множество экспериментов. Вот где появляется новая программа Plant Habitat-03.

“Plant Habitat-03 обеспечит лучшее понимание того, как эпигеном способствует способности организма адаптироваться к стрессу окружающей среды как в нынешнем, так и в последующих поколениях”, – сказала Шармила Бхаттачарья, научный сотрудник программы космической биологии в Отделе биологических и физических наук НАСА.

Это важное понимание того, как астронавты потенциально могут выращивать сельскохозяйственные культуры на орбите, а также на Луне или Марсе, чтобы обеспечить продовольствие и другие услуги на борту будущих космических кораблей. Результаты также могут помочь в разработке стратегий адаптации сельскохозяйственных культур к выращиванию в экстремальных условиях на Земле.

Растения, адаптирующиеся в космосе

Растения всё время эволюционируют. Мы видим это на Земле, где фермеры и исследователи генетически модифицируют их. В природе одни и те же процессы занимают тысячи лет. Исследователи программы Plant Habitat-3 поместят их в микрогравитацию, а затем пронаблюдают, как они адаптируются к жизни в космосе. Какие эпигенетические изменения (то есть изменения в экспрессии генов) произойдут? Передадутся ли они последующим поколениям? Или каждый набор должен будет “переучиваться” заново в новых поколениях? Это вопросы, на которые исследовательская группа хочет ответить. Итак, каков экспериментальный процесс?

В рамках эксперимента семена будут выращиваться в специальном блоке на борту МКС. Как только растения достигнут зрелости, астронавты соберут их и вернут собранные растения обратно на Землю. Их семена вернутся в космос вместе с новыми семенами во время их первой “миссии” на МКС. В конечном счёте, идея состоит в том, чтобы выяснить, насколько сильно эпигенетика растений изменилась по сравнению с образцами, пострадавшими от космического полёта.

МКС
Астронавты НАСА Кьелл Линдгрен (в центре), Скотт Келли (справа) и Кимия Юи (слева) впервые в мире потребляют пищу, выращенную в космосе. Авторы и права: NASA TV.

Plant Habitat-03 – один из многих проектов, изучающих реакцию живых существ на жизнь в космосе. В ходе предыдущих исследований на МКС уже выращивались растения в космосе, например, для изучения того, как лучше всего обеспечить водой и аэрацией сады в условиях микрогравитации. Однако, если мы собираемся отправлять людей в космос на длительные периоды времени, важно также понимать их космические источники пищи. Очевидно, что по мере того, как НАСА готовится к будущим исследованиям Луны и Марса, в том числе к амбициозным миссиям “Артемиды”, понимание того, какая пища понадобится астронавтам, является огромной частью усилий.

Исследования в космосе приносят пользу Земле

В дополнение к космическим применениям, данные полученные в ходе программы Plant Habitat-03 пригодятся и на Земле. Во-первых, на нашей планете есть регионы, которые меняются из-за изменения климата. Выяснение того, как это повлияет на экспрессию генов в пищевых культурах, может помочь фермерам на Земле адаптировать сельскохозяйственные культуры к изменениям условий на разных континентах.

Оставьте комментарий