Ærter vokser ombord på den internationale rumstation. Billedkredit: Besætningen på ISS Expedition 6, NASA. Klik for at forstørre
Angst kan være en god ting. Det advarer dig om, at noget kan være galt, at faren kan være tæt. Det hjælper med at indlede signaler, der gør dig klar til at handle. Men selvom en lejlighedsvis bit af angst kan redde dit liv, forårsager konstant angst stor skade. De hormoner, der drager din krop til høj alarm, beskadiger også din hjerne, dit immunsystem og mere, hvis de oversvømmes gennem din krop hele tiden.
Planter bliver ikke ængstelige på samme måde som mennesker. Men de lider under stress, og de håndterer det på samme måde. De producerer et kemisk signal - superoxid (O2-) - der sætter resten af anlægget i høj opmærksomhed. Superoxid er imidlertid giftigt; for meget af det vil ende med at skade planten.
Dette kan være et problem for planter på Mars.
I henhold til Vision for Space Exploration vil mennesker besøge og udforske Mars i de kommende årtier. Uundgåeligt vil de gerne have planter med sig. Planter leverer mad, ilt, kammeratskab og en plet grøn langt hjemmefra.
På Mars skulle planter tåle forhold, der normalt forårsager dem meget stress - svær kulde, tørke, lavt lufttryk, jord, som de ikke udviklede sig til. Men plantefysiolog Wendy Boss og mikrobiolog Amy Grunden fra North Carolina State University mener, at de kan udvikle planter, der kan leve under disse forhold. Deres arbejde understøttes af NASA Institute for Advanced Concepts.
Stresshåndtering er nøglen: Mærkeligt nok er der allerede jordvæsener, der trives under Mars-lignende forhold. De er dog ikke planter. De er nogle af Jordens tidligste livsformer - gamle mikrober, der lever i bunden af havet eller dybt inde i arktisk is. Boss og Grunden håber at producere Mars-venlige planter ved at låne gener fra disse ekstremelskende mikrober. Og de første gener, de tager, er dem, der vil styrke planternes evne til at håndtere stress.
Almindelige planter har allerede en måde at afgifte superoxid på, men forskerne mener, at en mikrob, der er kendt som Pyrococcus furiosus, bruger en der kan fungere bedre. P. furiosus bor i en overophedet udluftning i bunden af havet, men med jævne mellemrum bliver den spyret ud i koldt havvand. Så i modsætning til afgiftningsprocesserne i planter, fungerer de i P. furiosus over et forbløffende 100+ grader Celsius-temperaturområde. Det er en svingning, der kan matche det planter oplever i et drivhus på Mars.
Forskerne har allerede introduceret et P. furiosus-gen i en lille, hurtigtvoksende plante kendt som arabidopsis. ”Vi har vores første små frøplanter,” siger Boss. "Vi vil vokse dem op og samle frø til at producere en anden og derefter en tredje generation." Om cirka halvandet til to år håber de at have planter, der hver har to kopier af de nye gener. På det tidspunkt vil de være i stand til at undersøge, hvordan generne fungerer: om de producerer funktionelle enzymer, om de virkelig hjælper planten med at overleve, eller om de skader den på en eller anden måde i stedet.
Til sidst håber de at plukke gener fra andre ekstremofile mikrober - gener, der gør det muligt for planterne at modstå tørke, koldt, lavt lufttryk og så videre.
Målet er selvfølgelig ikke at udvikle planter, der kun kan overleve Mars-forhold. For at være virkelig nyttige, skal planterne trives: at producere afgrøder, at genanvende affald og så videre. "Hvad du ønsker i et drivhus på Mars," siger Boss, "er noget, der vil vokse og være robust i et marginalt miljø."
Under stressede forhold, bemærker Grunden, er planter ofte delvist lukket ned. De holder op med at vokse og gengive og fokuserer i stedet på at holde sig i live - og intet mere. Ved at indsætte mikrobielle gener i planterne håber Boss og Grunden at ændre det.
"Ved at bruge gener fra andre kilder," forklarer Grunden, "du narrer planten, fordi den ikke kan regulere disse gener, som den ville regulere sin egen. Vi håber på [kortslutning] anlæggets evne til at lukke sin egen stofskifte som reaktion på stress. ”
Hvis Boss og Grunden har succes, kunne deres arbejde gøre en enorm forskel for mennesker, der lever i marginale miljøer her på Jorden. I mange tredjelandslande siger Boss, ”at forlænge afgrøden en uge eller to, når tørken kommer, kan give dig den endelige høst, du har brug for for at vare gennem vinteren. Hvis vi kunne øge tørkebestandighed eller koldtolerance og forlænge vækstsæsonen, kunne det gøre en stor forskel i mange menneskers liv. ”
Deres projekt er et langsigtet projekt, understreger forskerne. ”Det vil vare halvandet år, før vi faktisk har [det første gen] i en plante, som vi kan teste,” påpeger Grunden. Det vil vare endnu længere, før der er en kold- og tørkeelskende tomatplante på Mars - eller endda i North Dakota. Men Grunden og Boss er fortsat overbeviste om, at de vil lykkes.
”Der er en skattekiste af ekstremofiler derude,” siger Grunden. "Så hvis man ikke fungerer, kan du bare gå videre til den næste organisme, der producerer en lidt anden variant af, hvad du vil."
”Amy har ret,” er Boss enig. ”Det er en skattekiste. Og det er bare så spændende. ”
Original kilde: NASA News Release
