אשראי תמונה: נאס"א
מבולבלים? ואז אתה ממש כמו צמחים בחממה במאדים.
אין חממות עדיין קיימות שם, כמובן. אבל חוקרים ארוכי טווח, על מאדים או על הירח, יצטרכו לגדל צמחים: למזון, למיחזור, לחידוש האוויר. והצמחים בכלל לא יבינו את הסביבה הזו מחוץ לכדור הארץ. זה לא מה שהם התפתחו וזה לא מה שהם מצפים.
אבל במובנים מסוימים, מסתבר, הם בטח יאהבו את זה יותר! חלקים ממנו, בכל מקרה.
"כשמגיעים לרעיון של גידול צמחים בירח, או על מאדים", מסביר הביולוג המולקולרי רוב פרל, מנהל תחום מחקר וחינוך לחקר ביוטכנולוגיה בחלל באוניברסיטת פלורידה, "אז אתה צריך לשקול את הרעיון של גידול צמחים בלחץ אטמוספרי מופחת ככל האפשר. "
יש שתי סיבות. ראשית, זה יעזור להפחית את משקל האספקה שצריך להרים מהאדמה. אפילו לאוויר יש מסה.
שנית, חממות מאדים וירחים חייבים להחזיק מעמד במקומות שבהם הלחץ האטמוספרי הוא, במקרה הטוב, פחות מאחוז אחד מהנורמליות בכדור הארץ. החממות הללו יהיו קלות יותר לבנייה ולתפעול אם הלחץ הפנימי שלהן הוא גם נמוך מאוד - אולי רק שש-עשרה מכדור הארץ הרגיל.
הבעיה היא, בלחצים נמוכים כה קיצוניים, צמחים צריכים לעבוד קשה כדי לשרוד. "זכור, לצמחים אין שום הסתגלות קדימה להתפתחות ההיפובריה", אומר פרל. אין סיבה שהם למדו לפרש את האותות הביוכימיים הנגרמים על ידי לחץ נמוך. ולמעשה, הם לא עושים זאת. הם מפרשים אותם לא נכון.
לחץ נמוך גורם לצמחים להתנהג כאילו הם מתייבשים.
בניסויים שנערכו לאחרונה, שנתמכו על ידי משרד המחקר הביולוגי והפיזי של נאס"א, חשפה הקבוצה של פרל צמחים צעירים הגדלים ללחצים של כדור הארץ עשירית תקינה במשך כעשרים וארבע שעות. בסביבה כל כך בלחץ נמוך, מים נמשכים דרך העלים במהירות רבה, ולכן דרושים מים נוספים בכדי לחדש אותם.
אבל, אומר פרל, הצמחים קיבלו את כל המים הדרושים להם. אפילו הלחות היחסית נשמרה על כמעט מאה אחוז. עם זאת, עדיין הופעלו הגנים של הצמחים שחשו בצורת. ככל הנראה, אומר פרל, הצמחים פירשו את תנועת המים המואצת כמתח בצורת, למרות שלא הייתה כל בצורת.
זה רע. הצמחים מבזבזים את המשאבים שלהם אם הם מוציאים אותם בניסיון להתמודד עם בעיה שאינה שם אפילו. לדוגמה, הם עשויים לסגור את העגבניות שלהם - החורים הזעירים בעלים שמהם בורחים מים. או שהם עשויים להפיל את העלים שלהם לגמרי. עם זאת, תגובות אלה אינן בהכרח מתאימות.
למרבה המזל, לאחר שתובנו התגובות של הצמחים, החוקרים יכולים להתאים אותם. "אנחנו יכולים לבצע שינויים ביוכימיים שמשנים את רמת ההורמונים", אומר פרל. "אנו יכולים להגדיל או להקטין אותם כדי להשפיע על תגובת הצמחים לסביבתם."
ובאופן מסקרן, מחקרים מצאו יתרונות לסביבת לחץ נמוך. המנגנון זהה למעשה לזה שגורם לבעיות, מסביר פרל. בלחץ נמוך לא רק מים, אלא גם הורמונים מהצומח נשטפים מהצמח במהירות רבה יותר. כך למשל הורמון הגורם לצמחים למות בגיל מבוגר עשוי לעבור דרך האורגניזם לפני שהוא נכנס לתוקף.
אסטרונאוטים אינם היחידים שייהנו ממחקר זה. על ידי שליטה בלחץ האוויר, למשל, בחממה אדמה או בפח אחסון, יתכן שניתן להשפיע על התנהגויות צמחיות מסוימות. לדוגמה, אם תאחסנו פירות בלחץ נמוך, הם נמשכים הרבה יותר זמן. זה בגלל החיסול המהיר של ההורמון אתילן, שגורם להבשלת הפירות ואז להירקב. תוצרת חקלאית המשאית מחוף אחד למשנהו במיכלים בלחץ נמוך עלולה להגיע לסופרמרקטים טריים כאילו נבחרה באותו יום.
נותרה עבודה רבה. צוותו של פרל בחן את הדרך בה צמחים מגיבים לתקופה קצרה של לחץ נמוך. עדיין יש לקבוע כיצד הצמחים מגיבים לבזבוז כמויות זמן ארוכות יותר - כמו כל חייהם - בתנאים היפובריים. פרל מקווה גם לבחון צמחים במגוון רחב יותר של לחצים. ישנן סוויטות שלמות של גנים המופעלות בלחצים שונים, לדבריו, וזה מצביע על תגובה מורכבת באופן מפתיע לסביבות לחץ נמוך.
למידע נוסף על תגובה גנטית זו, הקבוצה של פרל הם צמחים להנדסה ביולוגית שהגנים שלהם זוהרים בירוק כשהם מופעלים. בנוסף הם משתמשים בטכנולוגיית מיקרו-צ'יפ DNA כדי לבחון עד עשרים אלף גנים בכל פעם בצמחים החשופים ללחץ נמוך.
צמחים ישחקו תפקיד חשוב בצורה יוצאת דופן בכך שהם מאפשרים לבני אדם לחקור יעדים כמו מאדים והירח. הם יספקו אוכל, חמצן ואפילו עידוד טוב לאסטרונאוטים הרחק מהבית. כדי לעשות שימוש מיטבי בצמחים מחוץ לכדור הארץ, "עלינו להבין את הגבולות לגידולם בלחץ נמוך", אומר פרל. "ואז עלינו להבין מדוע קיימות גבולות אלה."
הקבוצה של פרל מתקדמת. "החלק המרגש בזה הוא שאנחנו מתחילים להבין מה יידרש כדי להשתמש באמת בצמחים במערכות התמיכה בחיים שלנו." כשמגיע הזמן לבקר במאדים, צמחים בחממה אולי לא היו כל כך מבולבלים.
המקור המקורי: חדשות המדע של NASA
