NASA a crescut porumb în spațiu și a făcut o descoperire surprinzătoare. Ce se întâmplă cu plantele în lipsa gravitației

Cu mult înainte ca astronauții să încerce să cultive plante pe Lună sau pe Marte, NASA a vrut să afle ceva mult mai simplu: ce se întâmplă cu o sămânță atunci când germinează într-un loc în care gravitația nu-i mai spune în ce direcție să crească.

Răspunsul a venit în urma unor experimente realizate încă din anii '90. Cercetătorii au trimis semințe uscate de porumb la bordul unei navete spațiale, le-au lăsat să germineze pe orbită și apoi au comparat plantele cu altele crescute în aceleași condiții, dar pe Pământ, potrivit Times of India. 

Plantele au supraviețuit. Țesuturile lor au arătat normal, iar răsadurile s-au dezvoltat în mare parte așa cum era de așteptat.

Există însă o diferență majoră: fără gravitație, rădăcinile și tulpinile și-au pierdut orientarea. În loc să crească într-o direcție clară, așa cum se întâmplă pe Pământ, acestea s-au dezvoltat în direcții diferite, cu forme mai dezordonate.

Ce s-a întâmplat cu semințele de porumb în spațiu

Unul dintre cele mai clare experimente a fost realizat cu finanțarea NASA și descris într-un studiu publicat în 1992.

Cercetătorii au umezit semințe uscate de porumb și le-au trimis pe orbită cu o navetă spațială. Acolo, semințele au germinat și au crescut timp de cinci zile, în întuneric.

În paralel, cercetătorii au crescut semințe identice pe Pământ, în condiții normale de gravitație.

La final, plantele crescute în spațiu aveau o greutate, niveluri hormonale și structură a țesuturilor în mare parte normale. Diferența evidentă era însă modul în care crescuseră. Rădăcinile și tulpinile nu mai aveau aceeași orientare clară ca plantele crescute pe Pământ. Cu alte cuvinte, planta era sănătoasă, dar îi lipsea direcția.

Cum îi spune gravitația unei plante încotro să crească

Pe Pământ, o sămânță care începe să germineze primește un semnal extrem de important de la gravitație. Rădăcina crește în jos, iar tulpina se îndreaptă în sus.

Planta nu are nevoie să „vadă” Pământul pentru a ști care este direcția corectă. Celulele sale sunt capabile să perceapă gravitația și să folosească această informație pentru a-și orienta creșterea.

În microgravitație, acest reper dispare. Planta trebuie să se bazeze mai mult pe alte semnale, cum ar fi lumina, umiditatea sau mecanismele proprii prin care percepe poziția și mișcarea.

În cazul porumbului crescut în spațiu, lipsa semnalului gravitațional s-a văzut prin modul dezordonat în care s-au dezvoltat rădăcinile și tulpinile.

Cercetătorii au fost însă precauți cu interpretarea rezultatelor. Experimentul a urmărit plantele timp de doar cinci zile și nu putea spune ce s-ar fi întâmplat dacă acestea ar fi fost lăsate să crească în microgravitație timp de săptămâni sau luni.

O plantă poate părea perfect sănătoasă după cinci zile. Dar asta nu înseamnă că ar putea continua să se dezvolte normal după cinci luni.

Porumbul nu este singura plantă care își pierde „busola”

Experimentele ulterioare au arătat că fenomenul nu este specific porumbului.

Oamenii de știință au studiat inclusiv Arabidopsis thaliana, o plantă de dimensiuni mici din familia muștarului, folosită frecvent în cercetarea biologică spațială.

Experimentele realizate în condiții de microgravitație au arătat că rădăcinile acestei plante pot începe să se curbeze și să se abată de la direcția obișnuită de creștere. Acest fenomen este cunoscut sub numele de „root skewing”.

Cercetările au mers însă mai departe decât simpla observare a formei plantelor. Oamenii de știință au analizat și activitatea genelor.

Un experiment realizat pe Stația Spațială Internațională a arătat că plantele își modifică activitatea genetică în funcție de condițiile de lumină și întuneric. Diferite țesuturi ale plantei par să-și ajusteze modul de funcționare pentru a face față microgravitației.

Toate aceste rezultate duc spre aceeași concluzie: plantele pot crește în microgravitație, însă mediul spațial le schimbă profund modul în care își organizează dezvoltarea.

De ce este important pentru viitoarele misiuni pe Marte

Pentru NASA, aceste experimente nu sunt doar curiozități științifice. Dacă oamenii vor petrece perioade lungi în spațiu, inclusiv în timpul unor viitoare misiuni către Marte, cultivarea plantelor ar putea deveni extrem de importantă.

Astronauții nu vor putea transporta de pe Pământ toată hrana de care au nevoie pentru misiuni care ar putea dura luni sau chiar ani. Cultivarea unei părți din alimente la bord ar putea reduce cantitatea de provizii transportate și ar oferi echipajului o sursă suplimentară de hrană.

Pentru a face acest lucru, cercetătorii trebuie să înțeleagă mai întâi exact cum reacționează plantele la lipsa gravitației.

NASA a construit inclusiv baze de date dedicate rezultatelor experimentelor biologice realizate în spațiu, reunind informații despre plante, animale și oameni din misiunile spațiale.

Datele ar putea ajuta la proiectarea unor sisteme de cultivare adaptate microgravitației, la alegerea unor surse de lumină care să ofere plantelor repere suplimentare sau chiar la identificarea unor modificări genetice care le-ar putea ajuta să se dezvolte mai eficient.