Самарские ученые измерили уровень стресса лука-«космонавта»
Ученые и студенты Самарского университета им. Королёва в ходе экспериментального исследования измерили уровень стресса, который возникает у репчатого лука в условиях невесомости. Искусственную микрогравитацию для лука создали на Земле с помощью разработанного самарскими учеными оборудования, а в проведении научных изысканий студентам и ученым помогали школьники Самары. В рамках эксперимента также удалось определить количество времени, необходимого растению для адаптации к стрессу невесомости. Полученные данные помогут расширить базу научных знаний космобиологии, изучающей влияние факторов космического полета на живые организмы, сообщили в пресс-службе вуза.
По его словам, репчатый лук был выбран в качестве тестируемого объекта из-за ряда его преимуществ. Данный вид хорошо изучен с генетической точки зрения и обладает небольшим набором хромосом, которые легко окрашиваются, благодаря чему при относительно небольшом увеличении под микроскопом можно легко определить не только фазу митоза (деления клеток), но и наличие хромосомных аберраций (отклонений, мутаций) для каждой отдельной клетки. Кроме того, по сравнению с некоторыми другими популярными растительными тест-системами (например, такими, как кресс-салат), репчатый лук более чувствителен к ряду факторов, угнетающих цикл деления клеток растений. По мнению ряда ученых, репчатый лук по чувствительности своих клеток даже приближается к культуре клеток человека.
Для эксперимента использовались семена репчатого лука Alliumcepa L. сорта «Крепыш». Их в течение пяти дней проращивали в рулонах из вспененного полиэтилена и фильтровальной бумаги в среде реминерализованной воды в термостате при 22оС. Всего было выращено несколько партий семян по 50 штук в каждой, далее одни проростки отбирались в качестве контрольной партии для последующего сравнения, а другие загружались в специальный прибор - 3D-клиностат - и в течение определенного времени подвергались непрерывному воздействию искусственной микрогравитации.
3D-клиностат - это устройство, в котором испытуемый объект подвергается вращению в разных плоскостях, чтобы свести к минимуму воздействие на него гравитации. Положение растения постоянно меняется и действие силы тяжести не успевает проявиться в полной мере. Такой прибор можно сравнить с центрифугой для подготовки космонавтов, только размерами клиностат, разумеется, гораздо меньше.
После проведения всех процедур эксперимента клетки испытуемых объектов изучались под микроскопом при шестисоткратном увеличении. Как установили исследователи, после четырех часов воздействия микрогравитации митотический индекс растений, то есть, активность деления клеток, по сравнению с контрольной группой снизился на 35,16%, для восьмичасового периода снижение составило 49,23%, для двенадцатичасового - 47,41%. То есть, стресс от невесомости заставляет растение снижать активность деления клеток почти наполовину.
Еще один важный результат исследования - ученые установили, что воздействие симулированной микрогравитации не приводит к возникновению в клетках растения хромосомных аберраций (мутаций). Это важно не только в плане выращивания растений в космосе, но и для изучения воздействия на человека факторов космического полета.
Справочно:
За многолетнюю историю освоения космоса различные растения не раз оказывались на орбите. Как известно, идею выращивать растения в космосе выдвинул еще основоположник современной космонавтики Константин Циолковский, а в 1960 году вместе с Белкой и Стрелкой на борту корабля «Спутник-5» отправились в космос не только сорок безымянных мышей, но и семена лука, гороха, пшеницы и кукурузы. В настоящее время космическими огородами и грядками на орбите уже никого не удивить - в космосе давно и успешно выращивают салатную капусту и горох, пшеницу и редис и другие съедобные растения. Тем не менее, несмотря на огромный накопленный опыт выращивания растений в космосе, число мировых научных исследований в данной области не уменьшается, а наоборот, растет.