موضوعات
اصفهان

چالش‌های پرورش گیاهان در شرایط فضایی

نویسنده:
یکی از چالش‌های پیش روی محققان برای زندگی در فضا امکان رشد گیاهان و انجام کشاورزی در فضاست. به گزارش ایسنا، ایجاد یک منبع غذایی دائم و مستمر در سفرهای فضایی بسیار می‌تواند تعیین‌کننده باشد...
1396/07/19
یکی از چالش‌های پیش روی محققان برای زندگی در فضا امکان رشد گیاهان و انجام کشاورزی در فضاست. به گزارش ایسنا، ایجاد یک منبع غذایی دائم و مستمر در سفرهای فضایی بسیار می‌تواند تعیین‌کننده باشد.برای مثال، انجام یک سفر فضایی به مریخ چند ماه به طول می‌انجامد و امکان رساندن تجهیزات و مواد غذایی اضافی به فضاپیمای عازم به مریخ تقریبا وجود ندارد. اگر این سفر قرار باشد به اعماق فضا باشد شرایط خاص‌تر و دشوارتر خواهد شد.ذخیره‌سازی مواد غذایی اولین و ساده‌ترین گزینه در سفرهای فضایی محسوب می‌شود اما محدودیت در وزن محموله فضاپیما و همچنین تمام شدن ذخیره مهم‌ترین چالش‌هایی هستند که باید در نظر گرفته شوند و پاسخی که به آنها داده می‌شود صرفا تولید مواد غذایی در فضاست.این پاسخ لزوما آسان نیست، زیرا در شرایط خلأ فضا وضعیت برای رشد گیاهان بسیار دشوار است. علاوه بر تامین هوا، گیاهان فضایی باید از آسیب‌های اشعه‌های فرابنفش و دیگر اشعه‌های مضر کیهانی دور نگه داشته شوند و همچنین شرایط فشار کمتر از فشار زمین و جاذبه بسیار کم را تحمل کنند.شاید جالب باشد که بدانیم اولین مسافران فضایی دانه‌های ذرت بودند. در سال 1946، ناسا یک موشک V-2 را که دانه‌های ذرت را حمل می‌کرد به فضا پرتاب کرد تا ببیند که چگونه از تابش اشباع می‌شود. از آن به بعد، جامعه علمی در مورد اثرات محیط فضایی بر جوانه‌زنی بذر، متابولیسم، ژنتیک، بیوشیمی و حتی تولید دانه تحقیقاتی انجام داده است.2 اخترزیست‌شناس به نام‌های «دیوید تپفر» و «سیدنی لیچ» از دانشگاه آرکانزاس آمریکا به‌تازگی به بررسی این موضوع پرداخته‌اند که دانه‌هایی که مدت‌ها در ایستگاه فضایی بین‌المللی مستقر بوده‌اند، زمانی که به زمین برگردند چطور رشد می‌کنند.یکی از ماموریت‌های انجام‌شده در زمینه واکنش گیاهان به وضعیت محیطی در فضا ماموریت «اکسپوز» بوده است. این ماموریت بسیار طولانی‌تر از ماموریت‌های دیگر در این زمینه بود‌ و در آن بسته‌هایی از بذر گیاهان مختلف در فضای بیرونی ایستگاه فضایی بین‌المللی قرار داده شد.هدف این بود که نه‌تنها اثرات قرار گرفتن در معرض تابش بلند‌مدت شناسایی شود بلکه مکانیزم‌های مولکولی این اثرات نیز درک شود.ساختار بذر گیاهان دارای 2پوشش خارجی برای محافظت از دانه اصلی است و محققان در بررسی‌های خود به این نتیجه رسیده‌اند که 2 ابزار دفاعی دیگر در گیاهان برای مقابله با شرایط سخت وجود دارد. ابزار اول داشتن نسخه‌های متعددی از ژن‌های اساسی است. دانشمندان به این قابلیت «افزونگی» می‌گویند. افزونگی ژنتیکی در گیاهان گلدار، به‌ویژه محصولات غذایی مانند هندوانه بدون تخم و توت‌فرنگی، رایج است. اگر یک نسخه ژنتیکی آسیب دیده باشد، هنوز هم برای انجام رشد گیاه سالم شرایط مهیاست.ابزار دوم‌ پوشش‌های بذرها به شمار می‌آید‌ که دارای موادی به نام فلاونوئید هستند که حکم کرم ضدآفتاب را دارند و DNA بذر را از آسیب نور ماوراء بنفش محافظت می‌کنند. آیا این ویژگی‌ها به اندازه کافی اجازه می‌دهند که بذر زنده بماند یا حتی رشد کند؟ برای پیدا کردن پاسخ، تپفر و لیچ یک آزمایش با گیاهان تنباکو، Arabidopsis(یک گیاه گلدار که معمولا در تحقیقات مورد استفاده قرار می‌گیرد) و دانه‌های «شکوه صبحگاهی» انجام دادند. این گیاهان دارای ژنوم افزونه هستند. این دانه‌ها به فضا فرستاده شدند و حدود 2سال در فضا مستقر شدند و در 2محفظه متفاوت قرار داده‌ شدند. در یکی از محفظه‌ها اشعه فرابنفش به بذرها می‌رسید و در محفظه دیگر هیچ اشعه‌ای به دانه‌ها نمی‌رسید.طی بررسی‌ها مشخص شد 60 درصد دانه‌هایی که از رسیدن پرتو فرابنفش محافظت شده‌ بودند، جوانه زدند اما این رقم در مورد دانه‌های دیگر فقط 3درصد بود‌.در بررسی‌ها محققان به این نتیجه رسیدند که آسیب‌دیدن DNA گیاهان در برابر اشعه فرابنفش صرفا سبب نمی‌شود که جوانه‌زنی آنها با اختلال مواجه شود بلکه آسیب دیدن ژنوم‌های افزونه اثر بیشتری در این ناتوانی دارد و البته د‌ز تابش فرابنفش نیز اهمیت زیادی دارد.



ارسال پیام اشتراک



 
 
 Security code