На МКС впервые заразят растения грибком в условиях невесомости
На Международной космической станции впервые заразят растения грибком, вызывающим мучнистую росу. Исследователи из Университета Флориды хотят выяснить, влияет ли невесомость на защиту растений от болезней и становятся ли инфекции в космосе опаснее.
Материал для эксперимента MVP-Plant-02 отправили на МКС 13 октября. В отличие от предыдущих подобных исследований, растения заразят уже на орбите: до этого возбудителей болезней наносили на них еще на Земле. Новый подход позволит изучить, как космические условия меняют растения до встречи с грибком.
Меню для марсианских баз: зачем об этом думать уже сейчас
Результаты пригодятся при подготовке длительных миссий к Луне и Марсу. Участникам таких экспедиций понадобятся свежие овощи и фрукты, которые можно будет выращивать прямо на базе или космическом корабле. Но вместе с растениями в космос могут попасть и их болезни.
«Где бы ни появлялись растения и люди, вскоре за ними следуют возбудители болезней растений», — отметил один из руководителей исследования Эндрю Шергер.
Растения рассматривают как часть биорегенеративных систем жизнеобеспечения. Они не только дают пищу, но и участвуют в восстановлении необходимых ресурсов, в том числе кислорода и воды. Такие системы помогут реже полагаться на поставки с Земли, однако для этого растения должны оставаться здоровыми на протяжении долгого времени.
Модель и агрессор: выбор подопытных
Для опыта ученые выбрали резуховидку Таля (Arabidopsis thaliana) — небольшое цветковое растение, родственницу горчицы. Она часто используется в лабораторных исследованиях. Ее заразят грибком Golovinomyces cichoracearum, который вызывает мучнистую росу. Исследователи проследят за развитием болезни и выяснят, как по мере заражения меняется активность генов растения.
Резуховидку вырастят из семян на борту станции. По словам Шергера, это позволит проверить ее защитные механизмы после того, как они уже успеют приспособиться к невесомости. Если же заразить проростки до запуска, отделить влияние космических условий от реакции на инфекцию будет сложнее.
Оружие биологов: устройство Conidia Application Device
Для нанесения спор команда Университета Флориды и компании Redwire разработала специальное устройство Conidia Application Device. Оно позволит распылять споры на растения внутри закрытой системы. Как отметила участница проекта Кайли Солтец, это первое устройство для заражения растений возбудителем болезни непосредственно во время космического полета.
Опыт проведут на платформе MVP компании Redwire. Она позволяет создавать на станции разные условия гравитации. Ученые сравнят растения в невесомости с теми, которые будут расти на МКС при силе тяжести, близкой к земной. Еще одна контрольная группа останется на Земле, в Космическом центре имени Кеннеди.
Так исследователи смогут отличить влияние невесомости от других особенностей космического полета. Они также проверят, не развивается ли грибок на орбите быстрее и агрессивнее.
Взгляд из лаборатории: как подведут итоги
Во время миссии команда рассчитывает получать снимки части модулей с растениями и следить за их ростом. Но окончательные выводы о тяжести болезни и изменениях активности генов можно будет сделать только после возвращения образцов на Землю. В их изучении помогут лаборатории электронной микроскопии и молекулярной биологии растений Университета Флориды.
Над проектом работают специалисты по болезням и физиологии растений, а также по космической биологии. Помимо Шергера, исследование возглавляют Роберт Ферл и Анна-Лиза Пол, много лет изучающие рост растений и работу их генов в космосе.
Полученные данные покажут, нужно ли менять привычные земные способы борьбы с болезней растений для будущих космических теплиц. Если в невесомости инфекции окажутся опаснее, ученые смогут разработать меры защиты для лунных и марсианских баз. Сам эксперимент также поможет подготовить новые исследования о том, как выращивать здоровую пищу за пределами Земли.
