کشف پروتئین گیاهی که کشاورزی در فضا را ممکن می‌سازد

با توجه به میزان تغییرات آب‌و‌هوایی زمین در چندین سال گذشته، ترک زمین و مهاجرت به سیاره‌ی دیگر زیاد دور از ذهن نیست اما عملی کردن این مهاجرت بسیار دشوارتر از آن چیزی است که به نظر می‌رسد. ساخت یک اجتماع انسانی در خارج از اتمسفر زمین ما را با چالش‌های جدیدی در مهندسی و حمل‌و‌نقل روبرو می‌سازد که پیش از این در زمین تجربه نکرده‌ایم. از این رو نه تنها باید مردم را به سلامت از زمین به سیاره‌ی مورد نظر منتقل کنیم، بلکه باید برای این اجتماع پناهگاه و از همه مهم‌تر غذا فراهم شود. تولید غذا باید به صورت ثابت و دائمی باشد و این کار در اتمسفر خارج زمین چالشی بزرگ به حساب می‌آید. دقیقا همانطور که مارک واتنی در فیلم “مریخی” نشان داد که کشاورزی تا چه اندازه در فضا می‌تواند  دشوار باشد. با تک‌فارس همراه باشید.

به تازگی محققان دانشگاه زوریخ در آزمایشی ثابت کردند که کشاورزی در فضا می‌تواند امکان‌پذیر باشد. این دانشمندان با استفاده از تکنیک‌های مهندسی مقدار مشخصی از هورمون‌های گیاه را تخلیه کردند. این هورمون‌ها نشان از توانایی رشد محصولات زراعی در شرایط چالش بر‌انگیزی مانند وجود خاک بی‌ارزش و مشکلات ریزگرانشی داشته‌اند.

لورنزو بورگی، زیست‌شناس دانشگاه زوریخ، در این باره گفت:

به دلیل افزایش جمعیت، کاهش زمین‌های زراعی و محدودیت در منابع کود، تولید غذا در دهه‌های آینده شاید به بزرگ‌ترین چالش بشر در این سیاره تبدیل شود.

همچنین اگر به سیاره‌ای دیگر مهاجرت کنیم و یا افرادی را برای مأموریت‌های طولانی فضایی به استخدام در آوریم، تولید غذا در شرایط آزمایشگاهی و یا بر روی خاک بیگانه باز هم تبدیل به چالشی دشوار خواهد شد؛ خاک سیارات دیگر در مقایسه با خاک سیاره‌ی زمین بسیار فقیر و فاقد مواد مغذی برای رشد گیاه است.

اما راه‌های زیادی برای حل این‌گونه چالش‌ها وجود دارد، طبق گفته‌ی بورگی ارسال خاک غنی و یا کود به سیارات دیگر می‌تواند یکی از انتخاب‌های بشر باشد اما از طرفی این کار دربردارنده‌ی هزینه‌های سنگین حمل و نقل و آسیب‌های محیط زیستی به زمین خواهد بود.

در عوض بورگی و همکارانش روشی را پیشنهاد کردند که در آن هورمون گیاهی قادر است با ایجاد سازگاری میان ریشه‌ی گیاه و قارچ‌های موجود در خاک، رشد محصولات زراعی را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد. این هورمون که مایکوریزا نام دارد، مقدار بیش‌تری از منابع خاک مانند آب، نیتروژن و فسفات را در اختیار گیاه قرار می‌دهد. از طرفی هورمون گیاهی استریگولاکتون نیز این رابطه‌ی همزیستی را در بخش گیاه ایجاد می‌کند.

بورگی ادامه داد:

ما گیاهانی طراحی را کردیم که در فرآیند رشد خود میزان قابل توجهی استریگولاکتون به خاک تراوش و بدین صورت سطح بالایی از مایکوریزا را در خاک فراهم می‌کنند. ما این دسته از گیاهان را در محیط ریزگرانشی آزمایش کردیم و در نتیجه یافتیم که این گیاهان قادر هستند تا به میزان زیادی فرآیند مایکوریزاسیون تشکیل داده و زیست‌توده‌ی گیاهی تولید کنند.

واکنش ریشه‌ی گیاه به خاک فاقد مایکوریزا (سمت چپ) و خاک دارای مایکوریزا (سمت راست)

این بدین معناست که مقدار زیاد هورمون در تولیدات زراعی می‌تواند با اثرات منفی ریزگرانش و همچنین خاک فقیر مقابله کند. از این رو تولید گیاهانی با درصد بالای تراوش استریگولاکتون شاید بهترین راه‌کار برای کشاورزی در خاک بیگانه و محیط خارج زمین باشد.

برای شبیه‌سازی شرایط کشاورزی در فضا، بورگی و تیم تحقیقاتی پروژه، گیاه گلدار اطلسی را در محیطی با جاذبه‌ی کم پرورش دادند. اطلسی از این جهت انتخاب شد که در خانواده‌ی گیاهان گوجه‌فرنگی، سیب‌زمینی و بادمجان دسته‌بندی می‌شود. اما این پایان کار پروژه نیست. قبل از اینکه فضانوردان کوله‌پشتی‌های خود را پر از گیاهان مهندسی‌شده کنند، تیم تحقیقاتی قرار است همین آزمایش را در خارج از جو زمین و بر روی خاک بیگانه تکرار کند تا از عملکرد این هورمون پروتئینی اطمینان حاصل شود.

اگر علاقه‌مند به مطالعه‌ی جزییات این پروژه هستید، تیم تحقیقاتی گزارشی را از روند پروژه در مجله‌ی Nature Microgravity منتشر کرده است تا عموم مردم به آن دسترسی داشته باشند.

نظر  شما کاربران تک‌فارس در مورد این راه‌کار هورمونی برای افزایش رشد گیاهان چیست؟ دیدگاه خود را برای ما ارسال کنید.