Sex I Rummet: Plantedyrkning Er Underligt Uden Tyngdekraft

{h1}

Mikro- og hypergravitet ændrer måden plantceller bevæger sig rundt omkring, forstyrrer reproduktion og mere.

En real-time kig på plantekøn i et miljø, der simulerer mikrogravity viser, at landbruget i rummet kan blive udsat for udfordringer.

Undersøgelsen belyser også, hvordan tyngdekraften virker på intercellulær transport, en afgørende proces til parring af planter og kommunikation af menneskelige hjerneceller.

Der er dog endnu ikke noget ord om, hvordan menneskers køn i rummet ville trænge ud - selv om det måske må ændres, hvis en privat plan om at sende et ægtepar på en rejse omkring Mars pander ud.

Sex i rummet

Selvom det ikke er så titillerende, som mennesker bliver optaget, er planteseks en fantastisk måde at undersøge, hvordan celler transporterer materialer inde i deres vægge. Når en pollenkorn lander på et stigma, vokser den kvindelige del af en blomstrende plante en pollenrør, der virker som en tunnel for sædceller at rejse ned for at nå frem til ægget. Pollenrøret er den hurtigst voksende celle i plantedyrket. [50 sultne fakta om sex]

Hurtig vækst er nøglen til at undersøge, hvordan cellerne bevæger sig i realtid. Ved hjælp af en hvilken som helst anden plantecelle skal du vente uger for at se et svar på tyngdekraften, siger forsker Anja Geitmann, biolog ved University of Montreal. I pollenrør tager et svar blot få sekunder.

Pollenrør er også gode modeller til at undersøge, hvordan intercellulær transport fungerer, fordi de ikke giver tyngdekraft. Eventuelle reaktions pollenrør har skyldes kun de fysiske virkninger af gravitationsstyrken, ikke den cellefølende tyngdekraft og ændrer dens adfærd i overensstemmelse hermed.

Nogle planteceller fornemmer tyngdekraften; små strukturer kaldet statolitter i rodceller sikrer, at plante rødder vokser ned, for eksempel. Men vækst af pollenrør følger det kemiske signal fra en kvindelig plante, så de behøver ikke gravitationsoplysninger. På den måde virker de som enhver celle med en kerne, herunder dyreceller.

Ud over 1 g

Testfaciliteterne hos Den Europæiske Rumorganisation (ESA).

Testfaciliteterne hos Den Europæiske Rumorganisation (ESA).

Kredit: University of Montreal

Ingen pollenrør blev blæst i rummet under udarbejdelsen af ​​denne undersøgelse. I stedet benyttede Geitmann og hendes medforskere sig selv af Den Europæiske Rumorganisation (ESA). De brugte en centrifugeringscentrifuge med en diameter på 26 fod (8 meter) for at eksponere voksende pollenrør til tyngdekrafter op til 20 gange normal jordtyngdekraft (kendt som 1 g). De sætter også pollenrør i ESA's Random Positioning Machine, som bevæger prøver i alle retninger med en bestemt hastighed, hvilket i det væsentlige afbryder virkningerne af tyngdekraften fra hver side. Dette skaber forhold, som simulerer rummets mikrogravitet.

"Det er ikke sandt nul tyngdekraft," Geitmann fortalte WordsSideKick.com. "Der er kontinuerligt 1 g på prøven, men det ændrer simpelthen retning."

Forskerne brugte mikroskopi til at se deres prøver i realtid. Resultaterne viste, at selvom pollenrøret muligvis ikke mærker hvilken vej der er op, påvirker tyngdekraften det alligevel. Diameterne af rørene dyrket i simuleret mikrogravitet var 8 procent mindre end et rør dyrket i 1 g. Ved fem gange Jordens tyngdekraft var rørene 8 procent bredere, og ved 20 gange Jordens tyngdekraft var de 38 procent større.

Overfladens ekspansionshastighed for rørene faldt også 39 procent i den simulerede mikrogravity.

Pollenkorn fastgjort til stigmaet, kvindens orgel af en plante.

Pollenkorn fastgjort til stigmaet, kvindens orgel af en plante.

Kredit: University of Montreal

Fordi der dannes et pollenrør er i det væsentlige et lille cellulært byggeprojekt, transporterer celler små bobler eller vesikler af materiale til at udbygge cellevæggene i retningen af ​​røret vokser. Forskerne fandt ud af, at fordelingen af ​​to af disse materialer, cellulose og callose, blev forstyrret i hyper- og mikrogravity.

"Den intercellulære menneskehandel, der forekommer i meget præcist definerede veje i disse celler, blev påvirket," sagde Geitmann. Hun og hendes kolleger rapporterede deres resultater i dag (13. marts) i tidsskriftet PLOS ONE.

Animal reproduktion er ikke ens nok til at plante reproduktion for at drage nogen konklusioner om resultatet af menneskeligt køn i rummet fra dette studie, Geitmann sagde. Bekymringer om menneskelig reproduktion i rummet omfatter virkningerne af strålingseksponering på et udviklingsfoster samt ukendt om mikrogravity, ifølge et dokument fra 1996 i tidsskriftet Acta Obstetricia et Gynecologica Scandinavica. [Animal Sex Quiz: Test Your Smarts]

Men skub ikke væk fra mikrograv plante køn lige endnu. Intercellulær transport er vigtig i en række humane celler, især lange neuroner, siger Geitmann. Forskere, der studerede fiskehjerner, rapporterede i tidsskriftet Advanced Space Research i 2002, at synaptisk dannelse var påvirket af mikrograv. Anecdotale rapporter og små studier af astronauter tyder også på, at kognitiv ydeevne falder i rummet, men enkeltpersoner varierede meget, ifølge en rapport fra NASA fra 2012.

Årsager til denne nedgang kan variere fra søvnmangel og stress til stråling, fandt NASA, men ingen har set på, om intercellulær transport i neuroner kan spille en rolle, siger Geitmann.

"Mange neuronale sygdomme, såsom Huntingtons eller Parkinsons eller Alzheimers, er relateret til menneskehandel," sagde hun.

Mennesker er også nødt til at forstå plantekøn i rummet, hvis vores arter nogensinde skal fodre sig på langvarige missioner eller kolonier på andre planeter.

"Hvis vi nogensinde vil gøre landbruget i rummet, så at sige - det er en langsigtet vision! - så skal vi tage højde for det," skrev Geitmann i en email."For faktisk at gøre langsigtet plante dyrkning, vi nødt til at kigge efter arter, der faktisk kan reproducere under nul gravitationsforhold."

Følg Stephanie Pappas @sipappas. Følg WordsSideKick.com på Twitter @wordssidekick, Facebook eller Google+. Originalartikel på WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com