Grah, ki raste na krovu Mednarodne vesoljske postaje. Kreditna slika: Posadka ISS Expedition 6, NASA. Kliknite za povečavo
Anksioznost je lahko dobra stvar. Opozori vas, da je nekaj narobe, da je nevarnost blizu. Pomaga sprožiti signale, zaradi katerih ste pripravljeni na ukrepanje. Toda medtem ko vam občasno kanček tesnobe lahko reši življenje, stalna tesnoba povzroča veliko škode. Hormoni, ki telo potegnejo v budnost, poškodujejo tudi vaše možgane, vaš imunski sistem in še več, če ves čas tečejo po vašem telesu.
Rastline se ne vznemirjajo tako, kot ljudje. Vendar trpijo zaradi stresa in se z njim spopadajo na skoraj enak način. Proizvajajo kemični signal - superoksid (O2-) -, ki ostanke rastline močno opozori. Superoksid pa je strupen; preveč tega bo na koncu škodilo rastlini.
To bi lahko predstavljalo težave za rastline na Marsu.
Po viziji za vesoljsko raziskovanje bodo ljudje v prihodnjih desetletjih obiskali in raziskovali Mars. Neizogibno bodo rastline želele vzeti s seboj. Rastline zagotavljajo hrano, kisik, družabništvo in zeleni zavitek daleč od doma.
Na Marsu bi rastline morale prenašati razmere, ki jim običajno povzročajo velik stres - hud mraz, suša, nizek zračni tlak, tla, po katerih se niso razvijale. Toda rastlinski fiziolog Wendy Boss in mikrobiologinja Amy Grunden z univerze State Carolina State verjameta, da lahko razvijeta rastline, ki lahko živijo v teh pogojih. Njihovo delo podpira Nasin inštitut za napredne koncepte.
Ključno je obvladovanje stresa: nenavadno že obstajajo zemeljska bitja, ki uspevajo v Marsu podobnih razmerah. Niso pa rastline. So nekatere najzgodnejše oblike Zemlje - starodavni mikrobi, ki živijo na dnu oceana ali globoko v arktičnem ledu. Boss in Grunden upata, da bosta proizvajala rastline, ki bodo prijazne do Marsa, s izposojo genov od teh izjemno ljubečih mikrobov. Prvi geni, ki jih jemljejo, so tisti, ki bodo okrepili sposobnost rastlin, da se spopadajo s stresom.
Navadne rastline že imajo način razstrupljanja superoksida, vendar raziskovalci verjamejo, da mikrobi, znani kot Pyrococcus furiosus, uporabljajo tistega, ki morda deluje bolje. P. furiosus živi v pregretem zraku na dnu oceana, vendar se občasno izliva v hladno morsko vodo. Tako za razliko od poti razstrupljanja rastlin v P. furiosus delujejo v presenetljivem temperaturnem območju 100 stopinj Celzija. To je gugalnica, ki bi se lahko ujemala s tistimi, ki jih rastline doživljajo v rastlinjaku na Marsu.
Raziskovalci so že vnesli gen P. furiosus v majhno, hitro rastočo rastlino, znano kot arabidopsis. "Imamo svoje prve majhne sadike," pravi šef. "Gojili jih bomo in zbirali semena za proizvodnjo druge in nato še tretje generacije." Čez približno leto in pol do dveh let upajo, da bodo imeli rastline, ki imajo vsaka po dve kopiji novih genov. Takrat bodo lahko preučili, kako delujejo geni: ali proizvajajo funkcionalne encime, ali resnično pomagajo rastlini preživeti, ali pa namesto tega na kakšen način škodijo.
Sčasoma upajo, da bodo izločili gene iz drugih ekstremofilnih mikrobov - genov, ki bodo rastlinam omogočili, da prenesejo sušo, mraz, nizek zračni tlak itd.
Cilj seveda ni razvoj rastlin, ki bi lahko preživele marsovske razmere. Za resnično koristnost bodo rastline morale uspevati: pridelati pridelke, reciklirati odpadke ipd. "Kar želite v rastlinjaku na Marsu," pravi Boss, "je nekaj, kar bo raslo in postalo robustno v obrobnem okolju."
V stresnih razmerah, ugotavlja Grunden, rastline pogosto delno ugasnejo. Nehajo rasti in se razmnoževati, namesto tega se osredotočajo na to, da ostanejo živi - in nič več. Z vstavitvijo mikrobnih genov v rastline Boss in Grunden upata, da bosta to spremenila.
"Z uporabo genov iz drugih virov," razlaga Grunden, "rastlino obrežete, ker teh genov ne more urejati tako, kot bi sam urejal. Upamo, da bomo [kratek stik] zmogli rastlina izklopiti svoj metabolizem kot odziv na stres. "
Če sta šef in Grunden uspešna, bi lahko njuno delo zelo spremenilo ljudi, ki živijo v obrobnih okoljih tukaj na Zemlji. V mnogih državah tretjega sveta, pravi Boss, "podaljšanje pridelka za teden ali dva, ko pride suša, bi vam lahko zagotovilo končno letino, ki jo morate preživeti do zime. Če bi lahko povečali odpornost na sušo ali hladno toleranco in podaljšali rastno sezono, bi to lahko močno spremenilo življenje mnogih ljudi. "
Njihov projekt je dolgoročen, poudarjajo znanstveniki. "Leto in pol bo minilo, preden bomo v rastlini dejansko imeli [prvi gen]," poudarja Grunden. Še dlje bo, preden bo na Marsu ali celo v Severni Dakoti hladna in suša ljubeča rastlina. Toda Grunden in Boss ostajata prepričana, da jima bo uspelo.
"Zunaj je zakladnica skrajnežev," pravi Grunden. "Torej, če nekdo ne deluje, lahko preidete na naslednji organizem, ki ustvari nekoliko drugačno različico tega, kar želite."
"Amy ima prav," se strinja šef. "To je zakladnica. In prav vznemirljivo je. "
Izvirni vir: NASA News Release
