Kacang polong tumbuh di Stasiun Luar Angkasa Internasional. Kredit gambar: Awak ISS Expedition 6, NASA. klik untuk memperbesar
Kecemasan bisa menjadi hal yang baik. Ini memberi tahu Anda bahwa ada sesuatu yang salah, bahaya itu mungkin dekat. Ini membantu memulai sinyal yang membuat Anda siap untuk bertindak. Tetapi, sementara sedikit kecemasan sesekali dapat menyelamatkan hidup Anda, kecemasan konstan menyebabkan kerugian besar. Hormon-hormon yang membuat tubuh Anda sangat waspada juga merusak otak Anda, sistem kekebalan tubuh Anda dan lebih banyak lagi jika hormon itu membanjiri tubuh Anda sepanjang waktu.
Tanaman tidak perlu cemas seperti manusia. Tetapi mereka memang menderita stres, dan mereka mengatasinya dengan cara yang sama. Mereka menghasilkan sinyal kimia - superoksida (O2-) - yang membuat pabrik lainnya dalam keadaan siaga tinggi. Superoksida, bagaimanapun, beracun; terlalu banyak akan membahayakan tanaman.
Ini bisa menjadi masalah bagi tanaman di Mars.
Menurut Visi untuk Eksplorasi Luar Angkasa, manusia akan mengunjungi dan menjelajahi Mars dalam beberapa dekade mendatang. Mau tidak mau, mereka akan ingin membawa tanaman. Tumbuhan menyediakan makanan, oksigen, penemanan, dan bidang hijau yang jauh dari rumah.
Di Mars, tanaman harus mentolerir kondisi yang biasanya menyebabkan mereka sangat tertekan - dingin, kekeringan, tekanan udara rendah, tanah yang tidak berevolusi. Tetapi ahli fisiologi tanaman Wendy Boss dan ahli mikrobiologi Amy Grunden dari North Carolina State University percaya mereka dapat mengembangkan tanaman yang dapat hidup dalam kondisi ini. Pekerjaan mereka didukung oleh Institut NASA untuk Konsep Lanjutan.
Manajemen stres adalah kuncinya: Anehnya, sudah ada makhluk Bumi yang berkembang dalam kondisi seperti Mars. Tapi mereka tidak menanam. Mereka adalah beberapa bentuk kehidupan paling awal di Bumi - mikroba purba yang hidup di dasar lautan, atau jauh di dalam es Kutub Utara. Bos dan Grunden berharap untuk menghasilkan tanaman yang ramah Mars dengan meminjam gen dari mikroba yang sangat mencintai ini. Dan gen pertama yang mereka ambil adalah gen yang akan memperkuat kemampuan tanaman untuk mengatasi stres.
Tumbuhan biasa sudah memiliki cara untuk mendetoksifikasi superoksida, tetapi para peneliti percaya bahwa mikroba yang dikenal sebagai Pyrococcus furiosus menggunakan yang bisa bekerja lebih baik. P. furiosus hidup di lubang yang sangat panas di dasar lautan, tetapi secara berkala dimuntahkan ke dalam air laut yang dingin. Jadi, tidak seperti jalur detoksifikasi pada tanaman, yang ada di P. furiosus berfungsi pada kisaran suhu 100+ derajat Celcius yang menakjubkan. Ayunan yang cocok dengan pengalaman tanaman di rumah kaca di Mars.
Para peneliti telah memperkenalkan gen P. furiosus ke dalam tanaman kecil yang tumbuh cepat yang dikenal sebagai arabidopsis. “Kami memiliki bibit kecil pertama kami,” kata Boss. "Kami akan menanamnya dan mengumpulkan benih untuk menghasilkan generasi kedua dan kemudian ketiga." Dalam sekitar satu setengah hingga dua tahun, mereka berharap memiliki tanaman yang masing-masing memiliki dua salinan gen baru. Pada titik itu mereka akan dapat mempelajari bagaimana gen bekerja: apakah mereka menghasilkan enzim fungsional, apakah mereka memang membantu tanaman bertahan hidup, atau apakah mereka melukai beberapa cara, sebagai gantinya.
Akhirnya, mereka berharap untuk memetik gen dari mikroba ekstrofil lainnya - gen yang akan memungkinkan tanaman menahan kekeringan, dingin, tekanan udara rendah, dan sebagainya.
Tujuannya, tentu saja, bukan untuk mengembangkan tanaman yang hanya bisa bertahan hidup dalam kondisi Mars. Agar benar-benar bermanfaat, tanaman perlu berkembang: menghasilkan tanaman, mendaur ulang limbah, dan sebagainya. "Apa yang Anda inginkan di rumah kaca di Mars," kata Boss, "adalah sesuatu yang akan tumbuh dan kuat di lingkungan marginal."
Dalam kondisi penuh tekanan, catat Grunden, tanaman sering ditutup sebagian. Mereka berhenti tumbuh dan berkembang biak, dan sebaliknya memfokuskan upaya mereka untuk tetap hidup - dan tidak lebih. Dengan memasukkan gen mikroba ke dalam tanaman, Boss dan Grunden berharap untuk mengubahnya.
"Dengan menggunakan gen dari sumber lain," jelas Grunden, "Anda menipu tanaman, karena itu tidak dapat mengatur gen-gen itu seperti yang akan diaturnya sendiri. Kami berharap untuk [korsleting] kemampuan pabrik untuk mematikan metabolisme sendiri dalam menanggapi stres. "
Jika Boss dan Grunden berhasil, pekerjaan mereka dapat membuat perbedaan besar bagi manusia yang hidup di lingkungan marginal di Bumi. Di banyak negara dunia ketiga, kata Boss, “memperpanjang panen satu atau dua minggu ketika kekeringan datang dapat memberi Anda panen terakhir yang Anda butuhkan untuk bertahan selama musim dingin. Jika kita dapat meningkatkan ketahanan terhadap kekeringan, atau toleransi dingin, dan memperpanjang musim tanam, itu bisa membuat perbedaan besar dalam kehidupan banyak orang. ”
Proyek mereka adalah proyek jangka panjang, tegas para ilmuwan. “Ini akan menjadi satu setengah tahun sebelum kita benar-benar memiliki [gen pertama] di pabrik yang dapat kita uji,” kata Grunden. Akan lebih lama sebelum ada tanaman tomat yang dingin dan kekeringan di Mars – atau bahkan di North Dakota. Tapi Grunden dan Boss tetap yakin mereka akan berhasil.
"Ada harta karun ekstrofil di luar sana," kata Grunden. "Jadi, jika seseorang tidak bekerja, Anda bisa melanjutkan ke organisme berikutnya yang menghasilkan varian yang sedikit berbeda dari yang Anda inginkan."
"Amy benar," Bos setuju. “Itu adalah harta karun. Dan itu sangat menarik. "
Sumber Asli: Rilis Berita NASA
