Учените създават растения мутанти чрез космическа радиация

Р астенията естествено се адаптират да растат в сурова среда. Спонтанните естествени мутации произвеждат нови черти, като устойчивост на суша и устойчивост на болести, които могат да помогнат на растението да процъфтява. Но климатът на Земята се променя по-бързо, отколкото растенията могат да се развият естествено, което означава, че много от растенията, на които разчитаме за храна, са застрашени, съобщава CNN.

Селското стопанство е изключително уязвимо към въздействието на променящите се климатични условия и въпреки че промените в температурата, моделите на валежите и замръзването могат да удължат вегетационния сезон или да позволят отглеждането на различни култури , изменението на климата също така въвежда големи предизвикателства пред земеделието.

Сега учените се обръщат към необятното пространство на космоса за решения.

За първи път: Учените се докоснаха до обект извън нашата Слънчева система

Космически семена

През 2022 г. съвместните лаборатории на Международната агенция за атомна енергия (МААЕ) и Организацията по прехрана и земеделие на ООН (ФАО) изпратиха семена на пътуване до Международната космическа станция (МКС). Целта: да се предизвикат генетични мутации в семената чрез излагане на космическа радиация и микрогравитация, които биха могли да помогнат за развитието на устойчиви култури, способни да процъфтяват в лицето на ескалиращата климатична криза.

Семената от зърнени култури, наречени сорго, и вид кресон, наречен Arabidopsis, прекараха няколко месеца на МКС, преди да бъдат върнати на Земята този април за анализ. Сега скринингът ще започне за идентифициране на благоприятни черти в мутиралите семена.

Шоба Сивасанкар, ръководител на отдел "Развъждане на растения и генетика" към съвместния център на ФАО и МААЕ за ядрени техники в храните и селското стопанство, обяснява, че учените са в състояние изкуствено да предизвикат мутации на растенията на Земята с помощта на гама лъчи и рентгенови лъчи.

Космическата среда обаче, която предлага по-широк спектър от радиация и допълнителни крайности като микрогравитация и температурни колебания, има потенциала да предизвика генетични изменения, които се различават или се индуцират много по-бързо от тези, които обикновено се наблюдават при използване на земни източници на радиация.

„В космоса стресът, пред който ще бъде изправен за един организъм, ще бъде на най-високо ниво и отвъд всичко, което всъщност можем да симулираме на Земята“, обяснява Сивасанкар. Тя добавя, че радиацията извън МКС може да бъде „повече от сто пъти по-висока“ от естествената радиация, възможна на Земята.

Чрез селективно размножаване на растения, отгледани от мутирали семена, Сивасанкар и нейният екип се надяват да създадат нови сортове култури.

„Първо, работим върху подобряване на добивите и производителността на култури като зърнени, бобови, кореноплодни и грудкови – например маниока и сладки картофи“, казва тя.

„И след това има устойчивост на изменението на климата – например устойчивост на нарастваща честота на болести, толерантност към климатични явления като суша или висока температура и увеличаване на солеността на почвата поради проникване на солена вода или напояване и изпарение.“

Световно усилие

От десетилетия учените изпращат семена в космоса. Китай използва космическа радиация, за да предизвика генетична мутация в културите от 80-те години на миналия век, излагайки семената на космическа радиация чрез сателити и балони на голяма надморска височина, което според съобщенията улеснява производството на гигантски сладки пиперки и подобрения в пшеницата и ориза.

Много различни сортове семена са били на борда на Международната космическа станция , докато изследователи от Мичиганския държавен университет (MSU) в момента експериментират с култивирането на семена, които са били изпратени на пътуване около Луната като част от програмата Artemis на НАСА .

Учените от MSU изследват ефекта на извънземните условия върху растителните аминокиселини – градивният елемент на протеините – и оценяват как това влияе върху растежа и развитието на растенията. Изследването може да предложи прозрения за адаптивните способности на растенията в екстремни среди и да ни помогне да разберем как потенциално културите могат да бъдат отглеждани извън Земята за дългосрочни космически мисии.

Частният сектор също се заинтересува от въздействието на космическите полети върху семената на растенията. В Обединените арабски емирства StarLab Oasis, базирана в Абу Даби стартираща компания, обяви плановете си да изпрати семена от киноа в космоса с надеждата да подобри генетичния потенциал на култура, която е обещаваща за своята хранителна стойност и адаптивност в сухите региони.

Изпращането на семена в космоса ще помогне за „устойчивостта, изменението на климата и продоволствената сигурност на Земята“, каза съоснователят на StarLab Oasis Алън Хърбърт пред CNN през 2022 г.

"Космосът е място, където имате ограничени ресурси, ограничена енергия, ограничено пространство. Това е идеалното място за правене на изследвания и същата тази технология може да бъде върната обратно на Земята".

Същата надежда за намиране на решения за земното земеделие е това, което движи Сивасанкар, и МААЕ казва, че първоначалните резултати от нейните изследвания може да са налични по-късно тази година.

„Чувствам се обнадеждена за бъдещето на продоволствената сигурност, защото технологиите излизат на преден план“, казва тя.

„Но продоволствената сигурност не е свързана само с генетиката – имаме нужда от комбинация от всички технологии и всички трябва да се обединят и да работят заедно.“