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混乱していますか？火星の温室の植物のようなものです。
もちろん温室はまだありません。しかし、火星や月面での長期の探検家は、植物を育てる必要があります：食物のために、リサイクルのために、空気を補充するため。そして、植物はその地球外環境をまったく理解しません。それは彼らが進化したものではなく、彼らが期待しているものでもありません。
しかし、いくつかの点で、彼らはおそらくそれをより好きになるでしょう！とにかく、その一部。
「月や火星で植物を育てるアイデアにたどり着いたとき」とフロリダ大学の宇宙農業バイオテクノロジー研究教育部長である分子生物学者ロブフェルルは説明します。可能な限り大気圧を下げます。」
理由は2つあります。まず、地球から持ち上げる必要がある物資の重量を減らすのに役立ちます。空気にも質量があります。
第二に、火星と月の温室は、大気圧がせいぜい地球標準の1パーセント未満である場所に耐えなければなりません。それらの温室は、それらの内部圧力も非常に低い場合、おそらく地球の通常の16分の1だけである場合、構築および運用が容易になります。
問題は、そのような極度の低圧で、植物が生き残るために一生懸命働かなければならないことです。 「植物にはハイポバリアへの進化的適応がないことを忘れないでください」とフェルルは言います。彼らが低圧によって引き起こされる生化学的信号を解釈することを学んだ理由はありません。実際、そうではありません。彼らはそれらを誤解します。
低圧は、植物が乾燥しているように振る舞います。
NASAの生物物理学研究室の支援を受けて最近行われた実験では、フェルルのグループは成長している若い植物を地球の通常の10分の1の圧力に24時間曝しました。このような低圧環境では、水が葉から非常に速く引き出されるため、水を補充するには追加の水が必要です。
しかし、フェルルは言う、植物は彼らが必要とするすべての水を与えられました。相対湿度もほぼ100％に保たれていました。それにもかかわらず、干ばつを感知した植物の遺伝子はまだ活性化されていました。どうやら、フェルル氏は、干ばつがまったくなかったとしても、植物は加速された水の動きを干ばつストレスと解釈したと言います。
それは良くないね。植物は、そこにない問題に対処しようと費やした場合、その資源を浪費しています。たとえば、彼らは気孔を閉じます。葉の小さな穴から水が漏れます。あるいは、葉を完全に落とすかもしれません。しかし、それらの対応は必ずしも適切ではありません。
幸い、植物の反応が理解されたら、研究者はそれらを調整できます。 「ホルモンのレベルを変える生化学的変化を起こすことができます」とフェルルは言います。 「それらを増やしたり減らしたりして、環境に対する植物の反応に影響を与えることができます。」
そして、興味深いことに、研究は低圧環境への利益を発見しました。メカニズムは本質的に問題を引き起こすものと同じであるとフェルルは説明します。低圧では、水だけでなく植物ホルモンも植物からより早く排出されます。たとえば、植物が老化して死ぬ原因となるホルモンは、それが効力を発揮する前に生物を介して移動する可能性があります。
この研究から恩恵を受けるのは宇宙飛行士だけではありません。地球の温室や貯蔵庫などの空気圧を制御することで、特定の植物の行動に影響を与えることができる場合があります。たとえば、果物を低圧で保管した場合、それははるかに長く続きます。これは、果物の熟成を引き起こし、腐敗させるエチレンホルモンの迅速な排除が原因です。ある海岸から別の海岸に低圧コンテナで運ばれる農産物は、あの日の収穫のように新鮮なスーパーに到着するかもしれません。
やるべきことはまだたくさん残っています。フェルルのチームは、植物が短期間の低圧に反応する方法を検討しました。まだ決定されていないのは、植物が低圧状態で（一生のように）より長い時間を過ごすことにどのように反応するかです。フェルル氏はまた、さまざまな圧力で植物を調査したいと考えている。異なる圧力で活性化される遺伝子のスイート全体があり、これは低圧環境への驚くほど複雑な反応を示唆しています。
この遺伝的反応の詳細を知るために、Ferlのグループは、活性化されると遺伝子が緑色に光る生物工学的植物です。さらに、彼らはDNAマイクロチップ技術を使用して、低圧に曝された植物で一度に2万もの遺伝子を調べています。
植物は、人間が火星や月などの目的地を探索できるようにする上で、非常に重要な役割を果たします。家から遠く離れた宇宙飛行士に食べ物、酸素、そして元気を与えるでしょう。地球外の植物を最大限に活用するには、「低圧で植物を栽培するための限界を理解する必要があります」とフェルル氏は言います。 「そして、なぜこれらの限界が存在するのかを理解する必要があります。」
フェルルのグループは進歩しています。 「これのエキサイティングな部分は、生命維持システムで実際に植物を使用するために何が必要かを理解し始めていることです。」火星を訪れる時が来れば、温室の植物は結局それほど混乱しないかもしれません。
元のソース：NASA Science News
