Kredit gambar: NASA
Bingung? Maka Anda seperti tanaman di rumah kaca di Mars.
Tentu saja, belum ada rumah kaca di sana. Tetapi penjelajah jangka panjang, di Mars, atau bulan, perlu menanam tanaman: untuk makanan, untuk daur ulang, untuk mengisi ulang udara. Dan tanaman tidak akan memahami lingkungan di luar bumi itu sama sekali. Bukan untuk apa mereka berevolusi, dan bukan apa yang mereka harapkan.
Tetapi dalam beberapa hal, ternyata, mereka mungkin akan lebih menyukainya! Beberapa bagian darinya.
"Ketika Anda sampai pada gagasan menanam tanaman di bulan, atau di Mars," jelas ahli biologi molekuler Rob Ferl, direktur Penelitian dan Pendidikan Bioteknologi Pertanian Ruang Angkasa di Universitas Florida, "maka Anda harus mempertimbangkan gagasan menanam tanaman dalam mengurangi tekanan atmosfer sebanyak mungkin. "
Ada dua alasan. Pertama, ini akan membantu mengurangi berat persediaan yang perlu diangkat dari bumi. Bahkan udara memiliki massa.
Kedua, Mars dan rumah kaca bulan harus bertahan di tempat-tempat di mana tekanan atmosfer, paling banter, kurang dari satu persen Bumi-normal. Rumah kaca tersebut akan lebih mudah dibangun dan dioperasikan jika tekanan interiornya juga sangat rendah - mungkin hanya seperenam belas Bumi normal.
Masalahnya adalah, dalam tekanan yang sangat rendah, pabrik harus bekerja keras untuk bertahan hidup. "Ingat, tanaman tidak memiliki evolusi awal terhadap hipobaria," kata Ferl. Tidak ada alasan bagi mereka untuk belajar menafsirkan sinyal biokimiawi yang disebabkan oleh tekanan rendah. Dan, sebenarnya, mereka tidak. Mereka salah mengartikannya.
Tekanan rendah membuat tanaman bertindak seolah-olah mereka mengering.
Dalam percobaan baru-baru ini, didukung oleh Kantor NASA untuk penelitian Biologi dan Fisik, kelompok Ferl memaparkan tanaman muda yang tumbuh ke tekanan Bumi sepersepuluh normal selama sekitar dua puluh empat jam. Dalam lingkungan tekanan rendah seperti itu, air ditarik keluar melalui daun dengan sangat cepat, sehingga dibutuhkan air tambahan untuk mengisinya.
Tapi, kata Ferl, tanaman diberi semua air yang mereka butuhkan. Bahkan kelembaban relatif dijaga hampir 100 persen. Namun demikian, gen tanaman yang merasakan kekeringan masih diaktifkan. Rupanya, kata Ferl, tanaman menafsirkan gerakan air dipercepat sebagai stres kekeringan, meskipun tidak ada kekeringan sama sekali.
Itu buruk. Pabrik menyia-nyiakan sumber daya mereka jika mereka mengeluarkannya untuk mengatasi masalah yang bahkan tidak ada. Sebagai contoh, mereka mungkin menutup stomata mereka - lubang kecil di daun mereka dari mana air keluar. Atau mereka mungkin menjatuhkan daun mereka sama sekali. Tapi, tanggapan itu belum tentu sesuai.
Untungnya, setelah respons tanaman dipahami, para peneliti dapat menyesuaikannya. "Kita bisa membuat perubahan biokimia yang mengubah tingkat hormon," kata Ferl. "Kami dapat menambah atau mengurangi mereka untuk mempengaruhi respons pabrik terhadap lingkungannya."
Dan, yang menarik, penelitian telah menemukan manfaat bagi lingkungan tekanan rendah. Mekanisme ini pada dasarnya sama dengan mekanisme yang menyebabkan masalah, jelas Ferl. Dalam tekanan rendah, tidak hanya air, tetapi juga hormon tanaman memerah dari tanaman lebih cepat. Jadi, hormon, misalnya, yang menyebabkan tanaman mati karena usia tua mungkin bergerak melalui organisme sebelum mulai berlaku.
Astronaut bukan satu-satunya yang akan mendapat manfaat dari penelitian ini. Dengan mengendalikan tekanan udara, di, katakanlah, rumah kaca Bumi atau tempat penyimpanan, dimungkinkan untuk memengaruhi perilaku tanaman tertentu. Misalnya, jika Anda menyimpan buah pada tekanan rendah, itu akan bertahan lebih lama. Itu karena penghapusan cepat hormon etilen, yang menyebabkan buah matang, dan kemudian membusuk. Hasil pertanian yang diangkut dengan truk dari satu pantai ke pantai lain dalam wadah bertekanan rendah mungkin tiba di supermarket sama segar seperti jika dipetik hari itu.
Masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan. Tim Ferl melihat cara pabrik bereaksi dalam waktu singkat dengan tekanan rendah. Yang masih harus ditentukan adalah bagaimana tanaman bereaksi untuk menghabiskan waktu lebih lama - seperti seluruh hidup mereka - dalam kondisi hipobarik. Ferl juga berharap untuk memeriksa tanaman di berbagai tekanan yang lebih luas. Ada seluruh rangkaian gen yang diaktifkan pada tekanan berbeda, katanya, dan ini menunjukkan respons yang sangat kompleks terhadap lingkungan tekanan rendah.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang respons genetik ini, kelompok Ferl adalah tanaman bioteknologi yang gen-nya bercahaya hijau ketika diaktifkan. Selain itu mereka menggunakan teknologi microchip DNA untuk memeriksa sebanyak dua puluh ribu gen sekaligus pada tanaman yang terpapar tekanan rendah.
Tanaman akan memainkan peran yang sangat penting dalam memungkinkan manusia untuk menjelajahi tujuan seperti Mars dan Bulan. Mereka akan menyediakan makanan, oksigen, dan bahkan kegembiraan yang baik untuk para astronot yang jauh dari rumah. Untuk memanfaatkan tanaman dengan sebaik-baiknya di luar Bumi, "kita harus memahami batas untuk menanamnya pada tekanan rendah," kata Ferl. "Dan kemudian kita harus mengerti mengapa batasan itu ada."
Grup Ferl membuat kemajuan. "Bagian yang menarik dari ini adalah, kita mulai memahami apa yang diperlukan untuk benar-benar menggunakan tanaman dalam sistem pendukung kehidupan kita." Ketika saatnya tiba untuk mengunjungi Mars, tanaman di rumah kaca mungkin tidak begitu bingung.
Sumber Asli: Berita Sains NASA
