เครดิตรูปภาพ: NASA
สับสน? จากนั้นคุณก็เหมือนกับพืชในเรือนกระจกบนดาวอังคาร
แน่นอนว่ายังไม่มีโรงเรือน แต่นักสำรวจระยะยาวบนดาวอังคารหรือดวงจันทร์จะต้องปลูกพืช: สำหรับอาหารเพื่อนำไปรีไซเคิลเพื่อเติมอากาศ และพืชก็จะไม่เข้าใจสภาพแวดล้อมนอกโลกเลย ไม่ใช่สิ่งที่พวกเขาพัฒนาขึ้นมาและไม่ใช่สิ่งที่พวกเขาคาดหวัง
แต่ในบางวิธีมันกลับกลายเป็นว่าพวกเขาอาจจะชอบมันมากขึ้น! บางส่วนของมันอยู่แล้ว
“ เมื่อคุณได้รับแนวคิดเกี่ยวกับการปลูกพืชบนดวงจันทร์หรือบนดาวอังคาร” Rob Ferl นักชีววิทยาโมเลกุลผู้อำนวยการการวิจัยและการศึกษาเทคโนโลยีชีวภาพอวกาศเกษตรที่มหาวิทยาลัยฟลอริดากล่าว“ คุณต้องพิจารณาแนวคิดของการปลูกพืช ในลดแรงกดดันบรรยากาศที่สุดเท่าที่จะทำได้ "
มีสองเหตุผล ก่อนอื่นจะช่วยลดน้ำหนักของวัสดุที่จำเป็นต้องยกขึ้นจากพื้นดิน แม้แต่อากาศก็มีมวล
ประการที่สองโรงเรือนดาวอังคารและดวงจันทร์จะต้องอยู่ในสถานที่ที่ความกดดันทางบรรยากาศดีที่สุดน้อยกว่าร้อยละหนึ่งของโลกปกติ เรือนกระจกเหล่านั้นจะสร้างและใช้งานได้ง่ายขึ้นหากความดันภายในของพวกเขาต่ำมาก - อาจจะมีเพียงหนึ่งในสิบหกของโลกตามปกติ
ปัญหาคือในความกดดันต่ำสุดขีดนี้พืชต้องทำงานหนักเพื่อความอยู่รอด “ โปรดจำไว้ว่าพืชไม่มี preadaption วิวัฒนาการไปสู่ hypobaria” Ferl กล่าว ไม่มีเหตุผลที่พวกเขาจะได้เรียนรู้ที่จะตีความสัญญาณทางชีวเคมีที่เกิดจากความดันต่ำ และในความเป็นจริงพวกเขาไม่ได้ พวกเขาตีความพวกเขาผิด
แรงดันต่ำทำให้พืชทำหน้าที่เหมือนกำลังแห้ง
ในการทดลองเมื่อไม่นานมานี้ได้รับการสนับสนุนจากสำนักงานวิจัยทางชีววิทยาและกายภาพของนาซ่ากลุ่มของ Ferl ได้เปิดเผยพืชที่กำลังเติบโตเพื่อรับแรงกดดันจากหนึ่งในสิบของโลกตามปกติประมาณยี่สิบสี่ชั่วโมง ในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันต่ำน้ำจะถูกดึงผ่านใบไม้อย่างรวดเร็วและจำเป็นต้องใช้น้ำพิเศษเพื่อเติมเต็ม
แต่ Ferl พูดว่าพืชได้รับน้ำทั้งหมดที่พวกเขาต้องการ แม้แต่ความชื้นสัมพัทธ์ก็ยังคงอยู่ที่เกือบ 100 เปอร์เซ็นต์ อย่างไรก็ตามยีนของพืชที่สัมผัสกับความแห้งแล้งยังคงเปิดใช้งานอยู่ เห็นได้ชัดว่า Ferl กล่าวว่าพืชตีความการเคลื่อนที่ของน้ำที่เร่งเป็นความเครียดจากความแห้งแล้งแม้ว่าจะไม่มีความแห้งแล้งเลยก็ตาม
เลวร้าย. พืชกำลังสูญเสียทรัพยากรของพวกเขาหากพวกเขาใช้จ่ายพวกเขาพยายามที่จะจัดการกับปัญหาที่ยังไม่มี ตัวอย่างเช่นพวกเขาอาจปิดปากใบของพวกเขา - หลุมเล็ก ๆ ในใบของพวกเขาซึ่งน้ำหนี หรือพวกเขาอาจทิ้งใบของพวกเขาทั้งหมด แต่คำตอบเหล่านั้นไม่เหมาะสม
โชคดีที่เมื่อเข้าใจการตอบสนองของพืชนักวิจัยสามารถปรับได้ “ เราสามารถทำการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีที่เปลี่ยนระดับของฮอร์โมน” Ferl กล่าว “ เราสามารถเพิ่มหรือลดพวกมันเพื่อส่งผลกระทบต่อการตอบสนองของพืชต่อสิ่งแวดล้อม”
และจากการศึกษาพบว่ามีประโยชน์ต่อสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันต่ำ กลไกนั้นเหมือนกับที่เป็นสาเหตุของปัญหา Ferl อธิบาย ในความดันต่ำไม่เพียง แต่น้ำ แต่ยังรวมไปถึงฮอร์โมนพืชจะถูกชะล้างออกจากพืชได้เร็วขึ้น ตัวอย่างเช่นฮอร์โมนที่ทำให้พืชตายในวัยชราอาจเคลื่อนที่ผ่านสิ่งมีชีวิตก่อนที่มันจะมีผล
นักบินอวกาศไม่ได้เป็นคนเดียวที่จะได้รับประโยชน์จากการวิจัยนี้ โดยการควบคุมความดันอากาศในการพูดเรือนกระจกของโลกหรือถังเก็บของมันอาจเป็นไปได้ที่จะมีอิทธิพลต่อพฤติกรรมของพืชบางอย่าง ตัวอย่างเช่นหากคุณเก็บผลไม้ไว้ที่ความดันต่ำ นั่นเป็นเพราะการกำจัดฮอร์โมนเอทธิลีนอย่างรวดเร็วซึ่งทำให้ผลไม้สุกแล้วเน่า ผลิตผลทางการเกษตรที่บรรทุกจากชายฝั่งหนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งในภาชนะบรรจุความดันต่ำอาจมาถึงซูเปอร์มาร์เก็ตราวกับว่ามันสดใหม่ในวันนั้น
ยังคงต้องทำงานอีกมาก ทีมของ Ferl ดูวิธีการที่พืชตอบสนองต่อแรงดันต่ำในช่วงเวลาสั้น ๆ สิ่งที่ยังต้องพิจารณาคือพืชมีปฏิกิริยาอย่างไรต่อการใช้เวลานานเช่นชีวิตทั้งชีวิตในสภาพที่มีความดันโลหิตสูง Ferl ยังหวังที่จะตรวจสอบพืชด้วยแรงกดดันที่หลากหลาย มีห้องสวีททั้งหมดของยีนที่เปิดใช้งานด้วยแรงกดดันที่แตกต่างกันเขากล่าวและสิ่งนี้ชี้ให้เห็นการตอบสนองที่ซับซ้อนอย่างน่าประหลาดใจต่อสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันต่ำ
เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการตอบสนองทางพันธุกรรมกลุ่มของ Ferl เป็นพืชวิศวกรรมชีวภาพที่มียีนเรืองแสงสีเขียวเมื่อเปิดใช้งาน นอกจากนี้พวกเขายังใช้เทคโนโลยี DNA microchip เพื่อตรวจสอบยีนมากถึงสองหมื่นครั้งในพืชที่สัมผัสกับความกดดันต่ำ
พืชจะมีบทบาทสำคัญยิ่งในการอนุญาตให้มนุษย์สำรวจสถานที่ต่าง ๆ เช่นดาวอังคารและดวงจันทร์ พวกเขาจะให้อาหารออกซิเจนและเป็นกำลังใจให้นักบินอวกาศไกลจากบ้าน เพื่อให้การใช้ประโยชน์จากพืชนอกโลกดีที่สุด“ เราต้องเข้าใจขีด จำกัด ในการปลูกพืชด้วยความดันต่ำ” Ferl กล่าว “ แล้วเราต้องเข้าใจว่าทำไมถึงมีข้อ จำกัด เหล่านั้น”
กลุ่มของ Ferl กำลังก้าวหน้า “ ส่วนที่น่าตื่นเต้นของสิ่งนี้คือเราเริ่มเข้าใจว่าจะต้องใช้อะไรบ้างในการใช้พืชในระบบช่วยชีวิตของเรา” เมื่อถึงเวลาที่จะเยี่ยมชมดาวอังคารพืชในเรือนกระจกอาจไม่สับสนอย่างสิ้นเชิง
แหล่งที่มาเดิม: ข่าววิทยาศาสตร์ของนาซา
