تغطية شاملة

زراعة نباتات تتوهج في الظلام في محطة الفضاء الدولية

نباتات أضيف إليها جين يجعلها تتوهج في السماء، نمت في المحطة الفضائية والمثير للدهشة - كانت الجذور للأسفل والأوراق للأعلى رغم الجاذبية الضئيلة

برج أبيض بالإضافة إلى حديقة متوهجة في محطة الفضاء الدولية - لعب الضوء دور الجاذبية. الصورة: ناسا، من الدراسة التي أجرتها بول وزملاؤها
برج أبيض بالإضافة إلى حديقة متوهجة في محطة الفضاء الدولية - لعب الضوء دور الجاذبية. الصورة: ناسا، من الدراسة التي أجرتها بول وزملاؤها

العالم يتغير. تتراكم الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي، وترتفع درجة الحرارة العالمية باستمرار. ويرتفع مستوى سطح البحر تدريجياً مع تراجع الجليد القطبي. تنمو النباتات الصالحة للأكل الآن في أماكن جديدة.

والسؤال هو: هل يمكن للحياة أن تتكيف مع التغيير؟

قد يساعد عدد من النباتات المعدلة وراثيًا التي تمت زراعتها لمدة عامين تقريبًا في محطة الفضاء الدولية في الإجابة على هذا السؤال.

تقول آنا ليزا بول، عالمة الأحياء الجزيئية في جامعة فلوريدا: "إن بيئتنا على الأرض تتغير، لذلك نريد أن ندرس كيفية تكيف النباتات مع بيئة جديدة". "إن الطيران في الفضاء يتجاوز نطاق التجربة التطورية لأي كائن حي. إن تعلم كيفية استجابة النباتات للبيئة الفريدة يمكن أن يخبرنا أيضًا كيف تستجيب النباتات للتحديات الجديدة على الأرض."

يصف الفيديو الذي نشرته وكالة ناسا في سلسلة ScienceCast كيف يمكن للنباتات التي تتوهج في الظلام أن تعيش في الفضاء

باول وزميلها روب بيرل هما الباحثان الرئيسيان في تجربة على المحطة الفضائية المعروفة باسم TAGES، نظام التعبير الجيني لنبات الأرابيدوبسيس المعدل وراثيًا. على مدى العامين الماضيين، قاموا بزراعة سرير من نبات الأرابيدوبسيس ثاليانا (Arabidopsis thaliana) في غرفة النمو في محطة الفضاء الدولية. وباستخدام الكاميرات، قاموا بتتبع معدل النمو، ونمط الجذور، والتوهج الأخضر الغريب.

يوضح بول: "لقد أجرينا تغييرًا جينيًا للنبات حتى يكون حذرًا عندما يتعرض للضغط". "يمكن أن يخبرنا هذا كثيرًا عن كيفية تكيف الخرشنة البيضاء مع بيئة الجاذبية الصغرى."

يعد تعلم كيفية تكيف النباتات مع الوضع الجديد أمرًا ضروريًا لأبحاث تغير المناخ. ومن حيث الكتلة الحيوية الإجمالية على الأرض، تتجاوز النباتات الكتلة الإجمالية للثدييات بألف مرة. إنها عنصر مهيمن في المحيط الحيوي وتلعب دورًا رئيسيًا في دورة الكربون.

لقد قام العلماء والمزارعون بإجراء تجارب على النباتات منذ مئات السنين، ولكن على المستوى الجزيئي الأساسي، لا يزال هناك الكثير غير معروف. ولهذا السبب قام بول وبيرل بتعريضهم لظروف مختلفة بما في ذلك الحرارة والبرودة وكذلك ظروف الجفاف. تم تنفيذ معظم أعمالهم على الأرض، لكن بعض التجارب لا يمكن إجراؤها إلا في الفضاء.

يقول بيرل: "إن إزالة الجاذبية من المعادلة يكشف عن جوانب فريدة من نمو الخلايا وتطورها لا يمكننا اكتشافها بأي طريقة أخرى". "إن محطة الفضاء الدولية مكان ممتاز للقيام بمثل هذه التجربة."

وفي مقال نشر في مجلة علم الأحياء النباتية، قارنت بول وزملاؤها كيف تنمو النباتات في الفضاء مقارنة بالنمو على الأرض. يقول بول: "لقد رأينا بعض الأشياء التي فاجأتنا".

قام بول وبيرل بإدخال "جين علامة" مضيء في الحمض النووي لـ Todarnit والذي تم تنشيطه بواسطة هرمون النبات أوكسين. أوكسين هو هرمون ينشط استجابة النباتات لبيئتها. ومن خلال عرض أجزاء من النبات في الضوء، تمكنوا من تحديد موقع عمل الهرمون على المستوى الخلوي دون تحليل النباتات.

"كنا نتوقع العثور على إشارات أوكسين في الخلايا الحساسة للجاذبية عند طرف الجذور. وبدلاً من ذلك، ظهر في منطقة تشبه الجذع بين الجذور والأوراق (هيبوكوتيل).

وكانت المفاجأة الأكبر في "القدرة على الاعتناء" - ذلك النمط من حركة الجذور في التربة على سطح الأرض يسمح لها بتجاوز الحواجز مثل العصي العالقة في الأرض أو الحجارة بحثا عن الماء والمواد المغذية. تتذكر بول أنها كانت مع روب عندما وصلت الصور من المحطة الفضائية. "هل تميل تلك الجذور؟" سؤال. وكان هذا النمط موجودًا على الرغم من غياب الجاذبية.

وتقول: "لقد كان الأمر مثيرًا للغاية". "هذا شيء اعتقدنا أنه يحدث فقط في وجود الجاذبية." ويقول الاثنان إن الضوء كان بمثابة بديل للجاذبية وألمح للنباتات إلى ما هو أعلى وما هو أسفل. "مع تألق البصيلات من الأعلى، نمت الجذور في اتجاه منفصل عن الأوراق، تمامًا كما هو الحال على الأرض."

ويشير بيرل إلى أن "التررم الأبيض أظهر قدرة رائعة على التكيف مع بيئة الفضاء".

لا يزال السبب وراء ذلك غير واضح تمامًا، ولكن بفضل تجربة Tages، أصبحت البيانات على المستوى الخلوي والجيني متاحة الآن للبحث.

للبحث العلمي
للحصول على معلومات على موقع ناسا

تعليقات 10

  1. ربيع.

    أعلم أن المقال هنا هو ترجمة لمقال في مجلة ناسا، أي أنك لم تضف ذكر الاحتباس الحراري كسبب لتبرير دراسة النباتات في الفضاء. لقد دققت في مقال الجريدة باللغة الإنجليزية قبل التعليق، ولم أدقق في كلام الباحثين أنفسهم لأنه معقد أو غير ممكن. لكن – – – من المسؤول عن الذكر الغريب للاحتباس الحراري، صحفي وكالة ناسا أو الباحثين أنفسهم، من بادر إلى الذكر الغريب يستهين بذكاء القراء. إذا أراد شخص ما إعطاء سبب لتبرير البحث، فيمكنه العثور على أسباب أفضل. مثال على التفكير الأفضل هو النية في المستقبل لإنشاء مستعمرة بحثية بشرية خارج الأرض.

  2. وبغض النظر عن مسألة الدقة في التنبؤ بالاحتباس الحراري. لا توجد علاقة بين زراعة النباتات في الفضاء والاحتباس الحراري. ولذلك فإن مجرد ذكر ظاهرة الاحتباس الحراري كمقدمة للبحث في زراعة النباتات في الفضاء يبدو، بعبارة ملطفة، إشارة *غريبة جدًا*.

    وأرجو ألا يكون قصد الباحثين أن يقولوا: في حالة احتراق الأرض بالحرارة أو غمرتها مياه البحر، فإنهم يخططون لانتقال البشرية للعيش في بيئة معيشية ممتعة في الفضاء الخارجي، ولذلك يبحث البحث في إمكانية زراعة النباتات الغذائية في الفضاء.

  3. معجزات - لو حد بيفهم المجال هيتكلم عنه (وأنا مش بتكلم هنا على النت - لكن أمام جمهور كبير)
    الكثير من الأشخاص في جانبك من المناقشة، كثيرون بحاجة إلى التزام الصمت، وليس فقط غابي أفيتال الذي، على الرغم من أن بعض نقاطه أعتقد أنها مهمة، إلا أنه مبدع للغاية وربما أطلق السهم أولاً ثم حدد الهدف بعد ذلك فقط.
    - بخصوص "الاحترار"
    ومرة أخرى ـ من المحتمل أن يكون العقد الماضي على العموم العقد الأكثر دفئاً خلال قرن من الزمان ـ ومع ذلك سوف يتباطأ الانحباس الحراري ـ
    هناك فرق بين القيمة - ومشتق القيمة. ويجب أن تعرف هذا - قليلون هم من يزعمون أن الجو ليس حارًا نسبيًا الآن -
    والنقطة المهمة هنا هي أن أغلب نماذج المتشائمين لم تلحظ هذا التباطؤ ببساطة.
    وهذا يعني أنهم لا يفهمون المناخ كثيرًا وبالتالي يجب أن تؤخذ تحذيراتهم بضمانات محدودة.

  4. شعرت أيضًا بعدم الراحة تجاه الفقرة الأولى. أنا لست خبيرا، لكني سمعت محاضرة للدكتور غابي أفيتال حول هذا الموضوع. كما أن الارتباط بين الجمل ضعيف. ما العلاقة بين حالة المناخ ومستوى سطح البحر ونمو النباتات؟ من أين جاءت عبارة "النباتات الصالحة للأكل تنمو اليوم في أماكن جديدة"؟ وبالإضافة إلى ذلك، هناك العديد من الأخطاء الإملائية في جميع أنحاء المقال. "حسبه" "حكيم"

  5. ديفيد:
    ماذا كنت تتوقع بالضبط؟
    هناك عدة خيارات:
    أحدهما هو الذي لجأ إليه والدي – لنقض الادعاء باستخدام الحقائق.
    والثاني هو حذف التعليق الغاضب.
    والثالث هو تجاهلها.

    الخيار الثالث هو الأسوأ لأنه يخلق الانطباع بأن هذا الادعاء الصاخب صحيح.
    ولهذا السبب لم أتخذ هذا الخيار أيضًا فيما يتعلق بردك، الذي بخلاف الاستفزاز الذي لا أساس له من الصحة ليس له أي محتوى.

    الخيار الثاني مخصص للحالات الأكثر خطورة.

    ويبقى الخيار الأول.

    في الادعاءات التي تطورت فيها كل هذه المحادثة التي لا معنى لها، لا ينبغي تقديم الادعاءات إلا للمشاجرين أنفسهم.

  6. هههه يا أبي وضح له ما هذا، إنها حلبة ملاكمة، وليست موقع محتوى في مجال العلوم والتكنولوجيا

  7. ربما لن تساعد الحقائق، فقد قرر الجمهوريون الإصرار على رقم معين، واعتمدوا عليه على حقيقة مفادها أن الناس لا يعرفون الإحصائيات. ما رأيك إذا كذبت كذبة مليون مرة ستصبح حقيقة؟ بعد كل شيء، كان العقد الماضي هو الأكثر سخونة في التاريخ، ما الذي تتحدث عنه؟

  8. إنهم يكذبون بشأن الجملة الأولى. توقفت عن القراءة من هناك.
    "الغازات الدفيئة تتراكم في الغلاف الجوي، ودرجة الحرارة العالمية في ارتفاع مستمر"
    لقد ظلت "الغازات الدفيئة" ترتفع وترتفع، ودرجة الحرارة ظلت مستقرة لمدة 15 عاما.

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.