Учёные исследовали рост растений в отсутствие гравитации

На примере небольших цветковых растений, резуховидок Таля, исследователи из США показали, что в условиях невесомости направление роста растений сохраняется и корни распространяются в противоположную от побегов сторону

На примере небольших цветковых растений, резуховидок Таля, исследователи из США показали, что в условиях невесомости направление роста растений сохраняется и корни распространяются в противоположную от побегов сторону
(иллюстрация Paul et al.).

На поверхности Земли все растения тянут свои стволы и стебли ввысь, при этом их корни стремятся к центру планеты, то есть обладают отрицательным геотропизмом.

Всё потому, что ориентация в пространстве и рост растения определяются не только генетическими факторами, но и условиями произрастания, одним из которых является гравитация.

За последние пять лет было опубликовано более 300 работ, касающихся выдающейся роли геотропизма в жизни царства растений. Но до сих пор оставался недостаточно изученным вопрос влияния силы притяжения Земли на два важных показателя корневой системы: её "завивание" и "отклонение".

Так называемое завивание корней происходит из-за периодической смены направления роста их кончиков. Считается, что это явление связано с необходимостью преодолевать препятствия – после огибания корень, руководимый гравитацией, вновь устремляется вниз.

Отклонение, в свою очередь, – процесс углового смещения корня, когда он касается какой-либо поверхности, например, при ветвлении. Ранее учёные полагали, что завивание и отклонение корня происходит по одному и тому же сценарию.

На примере небольших цветковых растений, резуховидок Таля, исследователи из США показали, что в условиях невесомости направление роста растений сохраняется и корни распространяются в противоположную от побегов сторону (иллюстрация Paul et al.).

Чтобы лучше разобраться в вопросах развития корневой системы растений и влияния на этот процесс гравитации, исследователи из университета Флориды (University of Florida) решили полностью исключить последний фактор и запустили своих подопечных в космос.

На Международную космическую станцию в 2010 году были отправлены два сорта небольшого цветкового растения, часто используемого в биологических экспериментах (резуховидки Таля). Подрастая, они опровергли сразу несколько устоявшихся убеждений.

Чтобы оборудованию легче было следить за ростом, на протяжении всего эксперимента растения находились в специальных ёмкостях с прозрачной питательной средой. Общая экспериментальная установка также содержала камеру, которая делала снимки каждые шесть часов на протяжении первых 15 дней роста растений.

Телеметрические данные в режиме реального времени передавались с борта МКС на Землю в Центр космических исследований Кеннеди (Kennedy Space Centre), где был поставлен параллельный эксперимент с контрольными образцами растений. Таким образом, учёные имели возможность сравнить показатели роста резуховидок под действием гравитации и без неё.

На протяжении эксперимента растения находились в специальных ёмкостях с прозрачной питательной средой. Общая экспериментальная установка также содержала камеру, которая делала снимки каждые шесть часов на протяжении первых 15 дней роста растений (иллюстрация Paul et al.).

Выяснилось, что в условиях невесомости рост растения определяется направлением падающего света или фототропизмом. Это явление было известно учёным довольно давно, но его роль в ориентации корней была недостаточно изучена.

Исследователи обнаружили, что в отсутствии гравитации, но при наличии направленного света, корни резуховидок растут точно так же, как и на Земле, ровно в противоположную от побегов сторону (то есть туда, где меньше света).

По окончании эксперимента выяснилось, что общая длина растений в космосе меньше, чем у контрольных экземпляров на Земле. Но при этом корневая система всех растений обрела классическую витиеватость и наклон.

В статье в журнале BMC Plant Biology, исследователи делают вывод: для завивания и отклонения корней гравитация не является основополагающим фактором.

Ведущий автор работы Анна-Лиза Пол (Anna-Lisa Paul) также отмечает, что описанные выше признаки корневой системы различны для растений, выросших на Земле и в космосе. И если завивание для основного и контрольного экспериментов сопоставимо, то отклонение в условиях невесомости оказалось существенно больше. Этот факт говорит о разных механизмах этих процессов, что ранее было неизвестно.

Безусловно, пока результаты космического эксперимента с ростом корней растений имеют существенное значение именно для фундаментальной науки. Но кто знает, может когда-нибудь, люди будут засевать поля и на других планетах, и тогда полученные сейчас данные окажутся бесценными. 

Также по теме:
Космический "Ноев ковчег" готовится к старту
Живые растения превратили в источник электричества
Родить в космосе
Учёные выяснили, что в космосе черви живут дольше, чем на Земле
Обнаружено отрицательное воздействие невесомости на гены

Сегодня

Вы можете получать оповещения от vesti.ru в вашем браузере